JP2024064435A - Resin composition, cured film of resin composition and manufacturing method thereof, insulating film, protective film, and electronic component - Google Patents

Resin composition, cured film of resin composition and manufacturing method thereof, insulating film, protective film, and electronic component Download PDF

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一幸 菅原
要 高田
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Abstract

【課題】優れた機械的強度を有する硬化膜を形成可能でありながら、凹凸埋込性に優れた樹脂組成物、当該樹脂組成物の硬化膜及びその製造方法、並びに、前記樹脂組成物の硬化膜を用いた絶縁膜及び保護膜、これらを含む電子部品を提供する。【解決手段】ポリイミド樹脂、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤、及びエポキシ化合物を含有し、特定の評価法により測定される硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物。【選択図】なし[Problem] To provide a resin composition capable of forming a cured film having excellent mechanical strength while having excellent irregularity embedding properties, a cured film of the resin composition and a method for producing the same, and an insulating film and a protective film using a cured film of the resin composition, and electronic components including these. [Solution] A resin composition containing a polyimide resin, an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20°C, and an epoxy compound, the cured film having a tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more as measured by a specific evaluation method. [Selected Figure] None

Description

本発明は、ポリイミド樹脂を含む樹脂組成物、樹脂組成物の硬化膜及びその製造方法、絶縁膜、保護膜、並びに、電子部品に関する。 The present invention relates to a resin composition containing a polyimide resin, a cured film of the resin composition and a method for producing the same, an insulating film, a protective film, and an electronic component.

近年、電子部品は小型化、薄型化、軽量化が急激に進行し、これに伴い半導体装置も高集積化及び小型化が進んでいる。このような小型化、高集積化に対応する半導体装置として、ウエハレベルパッケージング(WLP)、インターポーザーを使用した2.5次元集積回路(2.5D IC)、ウエハを薄くし得られたダイを積層してシリコン貫通電極(TSV)によって接続した3次元集積回路(3D IC)等の開発が進んでいる。これらの手法は、これらの装置に使用する材料にとっても大きな課題をもたらす。 In recent years, electronic components have rapidly become smaller, thinner, and lighter, and semiconductor devices are becoming more highly integrated and smaller accordingly. To accommodate this trend toward smaller size and higher integration, developments are underway including wafer-level packaging (WLP), 2.5-dimensional integrated circuits (2.5D ICs) using interposers, and three-dimensional integrated circuits (3D ICs) in which dies are stacked by thinning wafers and connected by through-silicon vias (TSVs). These methods also pose significant challenges for the materials used in these devices.

従来、電子部品の絶縁材料、半導体装置のパッシベーション膜、表面保護膜、層間絶縁膜等には、優れた耐熱性、電気絶縁性、及び機械的特性を併せ持つポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂、フェノール樹脂等が用いられている。ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの縮合反応により得られたポリアミド酸を脱水閉環反応させて得られる樹脂である。
しかしながら、従来のポリイミド樹脂は、硬化温度が高く、硬化後の収縮が大きいという欠点を有している。硬化後の収縮が大きいと、ポリイミド樹脂の硬化膜は残留応力が大きくなり、そのためシリコンウエハ等半導体基板の湾曲を引き起こす。例えば3次元集積回路に用いられる次世代のチップ構成では、垂直に集積するための要件を満たすために、最先端の用途においてシリコンウエハを20μm等と薄くする必要がある。この薄いウエハは極端に脆く、使用されるパッケージング材料における過剰な残留応力は非常に有害なものとなる。従って、先端的なウェハレベルパッケージ等の新しい半導体パッケージ技術に必要なパッケージング材料には、硬化温度が低いこと及び硬化後の収縮が小さいことが重要な要件である。
Polyimide resins, polybenzoxazole resins, phenolic resins, etc., which have excellent heat resistance, electrical insulation, and mechanical properties, have been used in insulating materials for electronic components, passivation films, surface protective films, interlayer insulating films, etc. for semiconductor devices. Polyimide resins are resins obtained by dehydrating and ring-closing polyamic acids obtained by condensation reactions of tetracarboxylic dianhydrides and diamines.
However, conventional polyimide resins have the disadvantages of high curing temperatures and large post-curing shrinkage. Large post-curing shrinkage leads to large residual stress in the cured polyimide resin film, which causes bending of semiconductor substrates such as silicon wafers. For example, in the next generation of chip configurations used in three-dimensional integrated circuits, silicon wafers need to be thinned to 20 μm or so in cutting-edge applications to meet the requirements for vertical integration. These thin wafers are extremely brittle, and excessive residual stress in the packaging materials used can be very detrimental. Therefore, low curing temperatures and low post-curing shrinkage are important requirements for packaging materials required for new semiconductor packaging technologies such as advanced wafer-level packages.

新しい半導体パッケージ技術に必要なパッケージング材料に求められる、低温硬化性、低線熱膨張係数、環境及び半導体にやさしい溶媒に可溶等の要件を満たすポリイミド樹脂として、特許文献1には、インダン骨格を持つジアミンを用いたポリイミド樹脂が開示されている。 Patent Document 1 discloses a polyimide resin that uses a diamine with an indane skeleton as a polyimide resin that meets the requirements for packaging materials necessary for new semiconductor packaging technology, such as low-temperature curing, a low linear thermal expansion coefficient, and solubility in environmentally and semiconductor-friendly solvents.

一方で、特許文献2には、無水トリメリット酸クロリドと2,2’,3,3’5,5’-ヘキサメチル-ビフェニル-4,4’-ジオールとを反応させて得られたテトラカルボン酸二無水物と、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンとを反応させたポリイミド、及び当該ポリイミドの硬化膜が記載されている。 On the other hand, Patent Document 2 describes a polyimide obtained by reacting a tetracarboxylic dianhydride obtained by reacting trimellitic anhydride chloride with 2,2',3,3',5,5'-hexamethyl-biphenyl-4,4'-diol with 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, and a cured film of the polyimide.

また、電子部品の製造においては、金属配線などの段差を有する基板上に、平坦な樹脂膜を形成することが求められる場合がある。
特許文献3には、エポキシ樹脂と、フェノキシ樹脂と、感光剤とを含み、前記エポキシ樹脂100質量部に対する前記フェノキシ樹脂の量は20~60質量部である、平坦化膜形成用の感光性樹脂組成物が記載されている。特許文献3によれば、単独で平坦な樹脂膜を形成可能であり、側面が垂直形状または順テーパー形状である貫通孔を形成できる樹脂膜を提供可能であると記載されている。
Furthermore, in the manufacture of electronic components, it is sometimes required to form a flat resin film on a substrate having steps due to metal wiring or the like.
Patent Document 3 describes a photosensitive resin composition for forming a flattening film, which contains an epoxy resin, a phenoxy resin, and a photosensitizer, and the amount of the phenoxy resin is 20 to 60 parts by mass per 100 parts by mass of the epoxy resin. Patent Document 3 describes that it is possible to provide a resin film that can form a flat resin film by itself and can form a through hole with a vertical or forward tapered side surface.

特許第6467433号公報Patent No. 6467433 特許第6165153号公報Patent No. 6165153 国際公開2020/203648号公報International Publication No. 2020/203648

近年さらに、例えば、InFO(Integrated Fan-Out)ウエハレベルパッケージング技術が開発されてきている。当該パッケージング技術は、従来の半導体パッケージにおけるパッケージ基板を高密度の再配線層に置き換えた技術であるため、樹脂基板を含まず、材料コスト削減と、薄膜化、省電力化、処理速度の向上を達成可能である。当該パッケージング技術は、2.5次元パッケージや、PoP(パッケージ・オン・パッケージ)として多く利用されており、InFOウエハレベルパッケージを積層する技術も開発されてきている。
当該パッケージング技術はパッケージ基板を含まず、高密度の再配線層が積層され得る。そのため、高密度の再配線層の材料には、より優れた機械的強度が求められている。さらに、高密度の再配線層の材料には、配線の凹凸を埋め込むような凹凸埋込性に優れることも求められる。
しかしながら、より優れた機械的強度を有する材料は凹凸埋込性が悪く、優れた機械的強度と凹凸埋込性の両立は困難な課題であった。
In recent years, for example, InFO (Integrated Fan-Out) wafer-level packaging technology has been developed. This packaging technology replaces the package substrate in a conventional semiconductor package with a high-density rewiring layer, and therefore does not include a resin substrate, making it possible to reduce material costs, reduce thickness, save power, and improve processing speed. This packaging technology is widely used as a 2.5-dimensional package or PoP (package-on-package), and a technology for stacking InFO wafer-level packages has also been developed.
This packaging technology does not include a package substrate, and a high-density redistribution layer can be stacked. Therefore, the material of the high-density redistribution layer is required to have better mechanical strength. Furthermore, the material of the high-density redistribution layer is also required to have excellent unevenness embedding properties that can embed the unevenness of the wiring.
However, materials with superior mechanical strength have poor irregularity-filling properties, and achieving both superior mechanical strength and irregularity-filling properties has been a difficult task.

特許文献3の材料では、機械的強度が不十分である。
特許文献2のポリイミドは、ガラス基板に代替する基板を得ることを目的として、優れた透明性を有し、高い耐熱性及び低い線熱膨張係数を併せ持ち、低吸湿性溶媒による溶媒加工性(優れた溶解性と製膜性)を示す、と記載されている。しかしながら、特許文献2に記載されているポリイミドでは、後述する比較例にも示したように、凹凸埋込性が悪いという問題がある。
The material of Patent Document 3 has insufficient mechanical strength.
The polyimide of Patent Document 2 is described as having excellent transparency, high heat resistance, and low linear thermal expansion coefficient, and exhibiting solvent processability (excellent solubility and film-forming ability) with a low hygroscopic solvent, for the purpose of obtaining a substrate to replace a glass substrate. However, the polyimide described in Patent Document 2 has a problem of poor unevenness-filling ability, as shown in the comparative example described later.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、優れた機械的強度を有する硬化膜を形成可能でありながら、凹凸埋込性に優れた樹脂組成物、当該樹脂組成物の硬化膜及びその製造方法、並びに、前記樹脂組成物の硬化膜を用いた絶縁膜及び保護膜、これらを含む電子部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a resin composition capable of forming a cured film having excellent mechanical strength while also having excellent irregularity embedding properties, a cured film of the resin composition and a method for producing the same, and an insulating film and a protective film using a cured film of the resin composition, and electronic components containing these.

本開示は以下の[1]~[15]に関する。
[1]ポリイミド樹脂、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤、及びエポキシ化合物を含有し、下記評価法により測定される硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物。
[評価法]
樹脂組成物を、ガラス基板にポリイミドフィルム(UBE株式会社製、ユーピレックス(登録商標)125S、[5,5’-ビイソベンゾフラン]-1,1’,3,3’-テトラオン・1,4-フェニレンジアミン重縮合物)を貼り付けた基板上にスピンコートする。スピンコートの条件は最終的に得られる樹脂組成物の硬化膜の膜厚が40μm±5μmになるように調整する。樹脂組成物をスピンコート後、基板ごとホットプレート上で40℃で8分加熱後、80℃で8分加熱後、130℃で8分加熱して溶媒を乾燥する。乾燥後、基板ごとオーブンに投入し、大気下で200℃で1時間加熱して、25℃まで放冷後、基板から樹脂組成物の硬化膜を剥離することにより、硬化膜を作製する。
幅10mm×長さ150mmの大きさに切り出した前記硬化膜の試験片を用いて、引張り試験機により、25℃で、延伸速度を50mm/分、つかみ具間距離を100mmとして引張弾性率を測定する。
The present disclosure relates to the following [1] to [15].
[1] A resin composition comprising a polyimide resin, an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20°C, and an epoxy compound, wherein the resin composition produces a cured film having a tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more as measured by the following evaluation method.
[Evaluation method]
The resin composition is spin-coated onto a glass substrate having a polyimide film (UPILEX (registered trademark) 125S, [5,5'-biisobenzofuran]-1,1',3,3'-tetraone-1,4-phenylenediamine polycondensate, manufactured by UBE Corporation) attached thereto. The spin-coating conditions are adjusted so that the thickness of the cured film of the resin composition finally obtained is 40 μm±5 μm. After spin-coating the resin composition, the substrate is heated on a hot plate at 40° C. for 8 minutes, then at 80° C. for 8 minutes, and then at 130° C. for 8 minutes to dry the solvent. After drying, the substrate is placed in an oven and heated in the atmosphere at 200° C. for 1 hour, allowed to cool to 25° C., and the cured film of the resin composition is peeled off from the substrate to produce a cured film.
A test piece of the cured film cut into a size of 10 mm wide x 150 mm long is used to measure the tensile modulus at 25°C, a stretching speed of 50 mm/min, and a grip distance of 100 mm using a tensile tester.

[2]前記ポリイミド樹脂が、下記一般式(PI)で表される構成単位を含み、 [2] The polyimide resin contains a structural unit represented by the following general formula (PI):

Figure 2024064435000001
(一般式(PI)において、Aは芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸残基である4価の基を表し、Bは、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基である2価の基を表す。)
前記テトラカルボン酸残基として、下記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基及び下記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基を含み、下記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基を含んでもよく、
前記ジアミン残基として、下記式(b-1)で表されるジアミン残基を含み、下記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基を含んでもよく、
全テトラカルボン酸残基中、下記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は30モル%~95モル%であり、下記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は5モル%~40モル%であり、下記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は0モル%~35モル%であり、
全ジアミン残基中、下記式(b-1)で表されるジアミン残基の含有割合は50モル%~100モル%であり、下記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基の含有割合は0モル%~50モル%である、前記[1]に記載の樹脂組成物。
Figure 2024064435000001
(In general formula (PI), A represents a tetravalent group which is a tetracarboxylic acid residue having an aromatic ring or an aliphatic ring, and B represents a divalent group which is a diamine residue having an aromatic ring or an aliphatic ring.)
The tetracarboxylic acid residue includes a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-1) and a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-2), and may include a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-3):
The diamine residue includes a diamine residue represented by the following formula (b-1), and may include at least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the following formulas (b-2) to (b-6):
In the total tetracarboxylic acid residues, the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-1) is 30 mol % to 95 mol %, the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-2) is 5 mol % to 40 mol %, and the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-3) is 0 mol % to 35 mol %,
In the total diamine residues, the content ratio of the diamine residue represented by the following formula (b-1) is 50 mol% to 100 mol%, and the content ratio of at least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the following formulas (b-2) to (b-6) is 0 mol% to 50 mol%. The resin composition according to [1] above.

(式(a-1)~式(a-3)及び式(b-1)~式(b-6)中、*は結合手を示す。) (In formulas (a-1) to (a-3) and formulas (b-1) to (b-6), * represents a bond.)

[3]前記有機溶剤以外の固形分を7~13質量%としたときに、25℃で粘度が3,000mPa・s~7,000mPa・sとなる、前記[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。 [3] The resin composition according to [1] or [2] above, which has a viscosity of 3,000 mPa·s to 7,000 mPa·s at 25°C when the solid content other than the organic solvent is 7 to 13 mass%.

[4]前記エポキシ化合物が、1分子中に3つ以上のエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物を含む、前記[1]~[3]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。 [4] The resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the epoxy compound has three or more epoxy groups in one molecule and includes an epoxy compound having a glycidyl amine moiety.

[5]前記20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶媒が、N,N-ジメチルアセトアミド、酢酸ベンジル、γ-ブチロラクトン、及びイソホロンからなる群から選択される少なくとも1種である、前記[1]~[4]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。 [5] The resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20°C is at least one selected from the group consisting of N,N-dimethylacetamide, benzyl acetate, γ-butyrolactone, and isophorone.

[6]前記[1]~[5]のいずれか1つに記載の樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥することにより塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加熱することにより、硬化膜を形成する工程を有する、樹脂組成物の硬化膜の製造方法。
[6] A step of applying the resin composition according to any one of [1] to [5] above onto a substrate and drying it to form a coating film;
A method for producing a cured film of a resin composition, comprising a step of heating the coating film to form a cured film.

[7]前記塗膜を加熱する温度が、150℃以上240℃以下である、前記[6]に記載の硬化膜の製造方法。 [7] The method for producing a cured film described in [6] above, wherein the temperature to which the coating film is heated is 150°C or higher and 240°C or lower.

[8]前記[1]~[5]のいずれか1つに記載の樹脂組成物を硬化した、硬化膜。 [8] A cured film obtained by curing the resin composition described in any one of [1] to [5] above.

[9]100℃~150℃における線熱膨張係数が40ppm/℃以下である、前記[8]に記載の硬化膜。 [9] The cured film described in [8] above, having a linear thermal expansion coefficient of 40 ppm/°C or less at 100°C to 150°C.

[10]前記[8]又は[9]に記載の硬化膜を用いて作製された絶縁膜。
[11]前記[8]又は[9]に記載の硬化膜を用いて作製された保護膜。
[12]前記[10]の絶縁膜を含む、電子部品。
[13]前記[11]の保護膜を含む、電子部品。
[14]ICチップと、少なくとも当該ICチップを囲うモールド樹脂と、前記[10]の絶縁膜と配線を含む配線層と、を含む電子部品。
[15]前記モールド樹脂は、エポキシ樹脂組成物の硬化物である、前記[14]に記載の電子部品。
[10] An insulating film produced using the cured film according to [8] or [9] above.
[11] A protective film produced using the cured film according to [8] or [9] above.
[12] An electronic component comprising the insulating film according to [10].
[13] An electronic component comprising the protective film according to [11].
[14] An electronic component comprising: an IC chip; a molding resin surrounding at least the IC chip; and a wiring layer including the insulating film and wiring of [10].
[15] The electronic component according to [14], wherein the molding resin is a cured product of an epoxy resin composition.

本発明によれば、優れた機械的強度を有する硬化膜を形成可能でありながら、凹凸埋込性に優れた樹脂組成物、当該樹脂組成物の硬化膜及びその製造方法、並びに、前記樹脂組成物の硬化膜を用いた絶縁膜及び保護膜、これらを含む電子部品を提供することができる。 The present invention provides a resin composition capable of forming a cured film having excellent mechanical strength and excellent irregularity embedding properties, a cured film of the resin composition and a method for producing the same, an insulating film and a protective film using the cured film of the resin composition, and electronic components containing these.

図1は、本発明の一実施形態に係る電子部品である多層配線構造の半導体装置の製造工程図である。FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device having a multi-layer wiring structure, which is an electronic component according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る絶縁膜を有する半導体装置のパット部分の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a pad portion of a semiconductor device having an insulating film according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明に係るポリイミド樹脂、樹脂組成物、樹脂組成物の硬化膜及びその製造方法、絶縁膜、保護膜、並びに、電子部品について詳細に説明する。
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
また、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある場合がある。
また、本明細書において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また、本明細書において(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタアクリルの各々を表し、(メタ)アクリロイルとは、アクリロイル及びメタアクリロイルの各々を表す。
The polyimide resin, resin composition, cured film of the resin composition and production method thereof, insulating film, protective film, and electronic component according to the present invention will be described in detail below.
In addition, terms used in this specification that specify shapes, geometric conditions, and the degree thereof, such as "parallel,""orthogonal," and "same," as well as values of length and angle, are not to be bound by strict meanings, but are to be interpreted to include a range within which similar functions can be expected.
In the drawings attached to this specification, the scale and aspect ratios may be appropriately changed and exaggerated from those of the actual objects for the convenience of illustration and ease of understanding.
In addition, in this specification, the use of "to" indicating a range of values is used to mean that the values before and after it are included as the lower limit and upper limit.
In this specification, (meth)acrylic means each of acrylic and methacrylic, and (meth)acryloyl means each of acryloyl and methacryloyl.

I.樹脂組成物
本発明の1実施形態である樹脂組成物は、ポリイミド樹脂、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤、及びエポキシ化合物を含有し、下記評価法により測定される硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物である。
[評価法]
樹脂組成物を、ガラス基板にポリイミドフィルム(UBE株式会社製、ユーピレックス(登録商標)125S、[5,5’-ビイソベンゾフラン]-1,1’,3,3’-テトラオン・1,4-フェニレンジアミン重縮合物)を貼り付けた基板上にスピンコートする。スピンコートの条件は最終的に得られる樹脂組成物の硬化膜の膜厚が40μm±5μmになるように調整する。樹脂組成物をスピンコート後、基板ごとホットプレート上で40℃で8分加熱後、80℃で8分加熱後、130℃で8分加熱して溶媒を乾燥する。乾燥後、基板ごとオーブンに投入し、大気下で200℃で1時間加熱して、25℃まで放冷後、基板から樹脂組成物の硬化膜を剥離することにより、硬化膜を作製する。
幅10mm×長さ150mmの大きさに切り出した前記硬化膜の試験片を用いて、引張り試験機により、25℃で、延伸速度を50mm/分、つかみ具間距離を100mmとして引張弾性率を測定する。
なお、前記評価法で、最終的に得られる樹脂組成物の硬化膜の膜厚が40μm±5μmの範囲のいずれかにおいて、硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物であれば、本発明の前記評価法により測定される硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物との条件を満たす。ただし、40μm±5μmの範囲では基本的に引張弾性率は同じである。
I. Resin Composition The resin composition according to one embodiment of the present invention contains a polyimide resin, an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20° C., and an epoxy compound, and the resin composition has a tensile modulus of elasticity of a cured film of 4.5 GPa or more as measured by the following evaluation method.
[Evaluation method]
The resin composition is spin-coated onto a glass substrate having a polyimide film (UPILEX (registered trademark) 125S, [5,5'-biisobenzofuran]-1,1',3,3'-tetraone-1,4-phenylenediamine polycondensate, manufactured by UBE Corporation) attached thereto. The spin-coating conditions are adjusted so that the thickness of the cured film of the resin composition finally obtained is 40 μm±5 μm. After spin-coating the resin composition, the substrate is heated on a hot plate at 40° C. for 8 minutes, then at 80° C. for 8 minutes, and then at 130° C. for 8 minutes to dry the solvent. After drying, the substrate is placed in an oven and heated in the atmosphere at 200° C. for 1 hour, allowed to cool to 25° C., and the cured film of the resin composition is peeled off from the substrate to produce a cured film.
A test piece of the cured film cut into a size of 10 mm wide x 150 mm long is used to measure the tensile modulus at 25°C, a stretching speed of 50 mm/min, and a grip distance of 100 mm using a tensile tester.
In addition, if the resin composition has a tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more when the thickness of the finally obtained cured film is within the range of 40 μm ± 5 μm, the resin composition satisfies the condition that the cured film has a tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more when measured by the evaluation method of the present invention. However, the tensile modulus is basically the same within the range of 40 μm ± 5 μm.

前記引張弾性率の評価において、硬化膜を作製する際に用いられる基板におけるポリイミドフィルム(UBE株式会社製、ユーピレックス(登録商標)125S、[5,5’-ビイソベンゾフラン]-1,1’,3,3’-テトラオン・1,4-フェニレンジアミン重縮合物)は、樹脂組成物の硬化膜を、基板から剥離しやすくするために用いられるものである。従って、たとえUBE株式会社製、ユーピレックス(登録商標)125Sが入手不可能になった場合であっても、前記製法で樹脂組成物の硬化膜を製造した場合に樹脂組成物の硬化膜を損なうことなく基板から剥離可能である限り、同様のポリイミドフィルムで代用することも可能である。
なお、UBE株式会社製、ユーピレックス(登録商標)125Sは、化審法の登録名が「[5,5’-ビイソベンゾフラン]-1,1’,3,3’-テトラオン・1,4-フェニレンジアミン重縮合物(ポリイミドに限る。)(数平均分子量が1,000以上であり、水、脂溶性溶媒、汎用溶媒、酸及びアルカリに不溶であるものに限る。)」であり、膜厚が125μmである。
In the evaluation of the tensile modulus, the polyimide film (UPILEX (registered trademark) 125S, manufactured by UBE Corporation, [5,5'-biisobenzofuran]-1,1',3,3'-tetraone-1,4-phenylenediamine polycondensate) used in the substrate when preparing the cured film is used to facilitate peeling of the cured film of the resin composition from the substrate. Therefore, even if UPILEX (registered trademark) 125S, manufactured by UBE Corporation, becomes unavailable, it is possible to use a similar polyimide film instead, as long as the cured film of the resin composition produced by the above-mentioned manufacturing method can be peeled from the substrate without damaging the cured film of the resin composition.
Note that Upilex (registered trademark) 125S manufactured by UBE Inc. is registered under the Chemical Substances Control Law as "[5,5'-biisobenzofuran]-1,1',3,3'-tetraone.1,4-phenylenediamine polycondensate (limited to polyimides) (limited to those having a number average molecular weight of 1,000 or more and insoluble in water, fat-soluble solvents, general-purpose solvents, acids and alkalis)" and has a film thickness of 125 μm.

本発明の1実施形態である樹脂組成物は、ポリイミド樹脂を含む樹脂組成物であることからポリイミド樹脂組成物又はポリイミド組成物と呼称されてもよい。
本発明の1実施形態である樹脂組成物は、ポリイミド樹脂、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤、及びエポキシ化合物を含有し、前記評価法により測定される硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物であることから、優れた機械的強度を有する硬化膜を形成可能でありながら、凹凸埋込性に優れた樹脂組成物である。
The resin composition according to one embodiment of the present invention may be referred to as a polyimide resin composition or a polyimide composition because it is a resin composition containing a polyimide resin.
The resin composition according to one embodiment of the present invention contains a polyimide resin, an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20° C., and an epoxy compound, and the resin composition has a tensile modulus of elasticity of a cured film of 4.5 GPa or more as measured by the above-mentioned evaluation method. Therefore, the resin composition is capable of forming a cured film having excellent mechanical strength and has excellent irregularity filling properties.

本発明の樹脂組成物は、ポリイミド前駆体ではなく、閉環した可溶性ポリイミド樹脂を有機溶剤に溶解して含有する。そのため、本発明の樹脂組成物は、ポリイミド前駆体を塗膜にした後に350℃もの高温に加熱してポリイミド樹脂にする必要がなく、低温でポリイミド樹脂を含む硬化膜を形成可能であり、硬化後の収縮を抑制することもできる。
しかし、製膜時に生じる内部応力σは、下記式から、弾性率が高い(値が大きい)と、それに伴って製膜時に生じる内部応力(収縮応力)σも大きくなることが示される。このように、弾性率が高く、より優れた機械的強度を有する材料は、製膜時に生じる内部応力(収縮応力)も大きくなることから、凹凸基板上に硬化膜を形成すると、凹部の基板界面付近に隙間が生じやすく、凹凸埋込性が悪くなり、優れた機械的強度と凹凸埋込性の両立は困難な課題であった。
The resin composition of the present invention contains a ring-closed soluble polyimide resin dissolved in an organic solvent, instead of a polyimide precursor. Therefore, the resin composition of the present invention does not require heating to a high temperature of 350° C. to convert the polyimide resin into a coating film from the polyimide precursor, and can form a cured film containing the polyimide resin at a low temperature and can suppress shrinkage after curing.
However, the following formula shows that the higher the elastic modulus (the larger the value), the larger the internal stress (shrinkage stress) σ generated during film formation. Thus, since a material with a high elastic modulus and excellent mechanical strength generates a large internal stress (shrinkage stress) during film formation, when a cured film is formed on a textured substrate, gaps are likely to occur near the substrate interface of the recesses, resulting in poor texture-filling properties, and achieving both excellent mechanical strength and texture-filling properties has been a difficult task.

Figure 2024064435000003
(E:弾性率、α:線膨張係数)
Figure 2024064435000003
(E: elastic modulus, α: linear expansion coefficient)

それに対して、本発明の樹脂組成物は、弾性率の高い樹脂に20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤を組み合わせる。20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤は、緩やかに気化する。弾性率の高い樹脂に緩やかに気化する溶剤を組み合わせて使用することで、弾性率の高い樹脂を使用しても緩やかに収縮が進行するため凹部の基板界面付近に隙間が生じ難くなり、凹凸埋込性が良好になると推定される。
また、本発明の樹脂組成物は、ポリイミド樹脂に、エポキシ化合物を組み合わせて含有する。エポキシ化合物が含むエポキシ基は、ポリイミド樹脂の末端のアミノ基、カルボキシ基、アセトアミド基等と反応し得るものである。ポリイミド樹脂の末端に前記エポキシ化合物が結合することにより、ポリイミド樹脂を架橋することでポリイミド樹脂単独よりもさらに引張弾性率等の機械特性を向上し得る。また、ポリイミド樹脂の末端に前記エポキシ化合物が結合することにより、エポキシ化合物のエポキシ基が開環して水酸基が発生する。これにより、本発明の樹脂組成物は、前記ポリイミド樹脂の持つ特性、高弾性率や低線熱膨張係数を活かしながら、無機化合物や金属等、複数の材料に対しても密着性が向上した樹脂組成物の硬化膜を形成することができると推定される。そのため、本発明の樹脂組成物は基板上に配線等の構成を有する凹凸基板上に硬化膜を形成しても凹凸埋込性に優れていると推定される。
In contrast, the resin composition of the present invention combines a resin with a high elastic modulus with an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20° C. Organic solvents having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20° C. evaporate slowly. By combining a resin with a high elastic modulus with a solvent that evaporates slowly, shrinkage proceeds slowly even when a resin with a high elastic modulus is used, making it difficult for gaps to occur near the substrate interface of the recessed portion, and it is presumed that the unevenness embedding property is improved.
The resin composition of the present invention contains a polyimide resin in combination with an epoxy compound. The epoxy group contained in the epoxy compound can react with an amino group, a carboxy group, an acetamide group, or the like at the end of the polyimide resin. By bonding the epoxy compound to the end of the polyimide resin, the polyimide resin can be crosslinked, thereby improving mechanical properties such as tensile modulus of elasticity more than the polyimide resin alone. In addition, by bonding the epoxy compound to the end of the polyimide resin, the epoxy group of the epoxy compound is ring-opened to generate a hydroxyl group. As a result, it is presumed that the resin composition of the present invention can form a cured film of the resin composition having improved adhesion to a plurality of materials such as inorganic compounds and metals while taking advantage of the characteristics of the polyimide resin, such as a high modulus of elasticity and a low linear thermal expansion coefficient. Therefore, it is presumed that the resin composition of the present invention has excellent unevenness embedding properties even when a cured film is formed on an uneven substrate having a structure such as wiring on the substrate.

本発明の樹脂組成物は、ポリイミド樹脂、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤、及びエポキシ化合物を含有し、本発明の効果が損なわれない限り、更にその他の成分を含有していても良い。以下各成分について順に説明する。 The resin composition of the present invention contains a polyimide resin, an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20°C, and an epoxy compound, and may further contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired. Each component will be described in turn below.

1.ポリイミド樹脂
本発明の樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂は、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤に溶解性を有する可溶性ポリイミド樹脂を選択する。
また、本発明の樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂は、ポリイミド樹脂単独の硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となるものであってよい。但し、ポリイミド樹脂とエポキシ化合物を含む樹脂組成物の硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となればよいので、必ずしもポリイミド樹脂単独の硬化膜は4.5GPa以上でなくてもよい。
1. Polyimide Resin The polyimide resin contained in the resin composition of the present invention is selected from soluble polyimide resins that are soluble in organic solvents having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20°C.
The polyimide resin contained in the resin composition of the present invention may be one that provides a cured film of the polyimide resin alone with a tensile modulus of 4.5 GPa or more. However, since it is sufficient that the cured film of the resin composition containing the polyimide resin and the epoxy compound has a tensile modulus of 4.5 GPa or more, the cured film of the polyimide resin alone does not necessarily have to have a tensile modulus of 4.5 GPa or more.

本発明の樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂は、前記有機溶剤に対する溶解性と、高い引張弾性率を達成しやすい点から、例えば、下記一般式(PI)で表される構成単位を含み、 The polyimide resin contained in the resin composition of the present invention contains, for example, a structural unit represented by the following general formula (PI) in view of its solubility in the organic solvent and its ease of achieving a high tensile modulus:

Figure 2024064435000004
(一般式(PI)において、Aは、芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸残基である4価の基を表し、Bは、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基である2価の基を表す。)
前記テトラカルボン酸残基として、下記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基及び下記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基を含み、下記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基を含んでもよく、
前記ジアミン残基として、下記式(b-1)で表されるジアミン残基を含み、下記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基を含んでもよく、
全テトラカルボン酸残基中、下記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は30モル%~95モル%であり、下記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は5モル%~40モル%であり、下記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は0モル%~35モル%であり、
全ジアミン残基中、下記式(b-1)で表されるジアミン残基の含有割合は50モル%~100モル%であり、下記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基の含有割合は0モル%~50モル%であるポリイミド樹脂であってよい。
Figure 2024064435000004
(In general formula (PI), A represents a tetravalent group which is a tetracarboxylic acid residue having an aromatic ring or an aliphatic ring, and B represents a divalent group which is a diamine residue having an aromatic ring or an aliphatic ring.)
The tetracarboxylic acid residue includes a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-1) and a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-2), and may include a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-3):
The diamine residue includes a diamine residue represented by the following formula (b-1), and may include at least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the following formulas (b-2) to (b-6):
In the total tetracarboxylic acid residues, the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-1) is 30 mol % to 95 mol %, the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-2) is 5 mol % to 40 mol %, and the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-3) is 0 mol % to 35 mol %,
The polyimide resin may have a diamine residue represented by the following formula (b-1) content of 50 mol % to 100 mol % in all diamine residues, and a diamine residue content of at least one type selected from the group consisting of diamine residues represented by the following formulas (b-2) to (b-6) of 0 mol % to 50 mol %.

(式(a-1)~式(a-3)及び式(b-1)~式(b-6)中、*は結合手を示す。) (In formulas (a-1) to (a-3) and formulas (b-1) to (b-6), * represents a bond.)

なお、ポリイミド樹脂において、テトラカルボン酸残基とは、テトラカルボン酸から、4つのカルボキシル基を除いた残基をいい、テトラカルボン酸二無水物から酸二無水物構造を除いた残基と同じ構造を表し、テトラカルボン酸二無水物残基であってもよい。
また、ジアミン残基とは、ジアミンから2つのアミノ基を除いた残基をいう。
In the polyimide resin, the tetracarboxylic acid residue refers to a residue obtained by removing four carboxyl groups from a tetracarboxylic acid, and represents the same structure as a residue obtained by removing an acid dianhydride structure from a tetracarboxylic acid dianhydride, and may be a tetracarboxylic acid dianhydride residue.
The diamine residue refers to a residue obtained by removing two amino groups from a diamine.

前記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基は、エステル結合を介して2面角が捻れたパラビフェニレン基を含む特定の構造を有している。そのため、前記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基を含むことにより、ポリイミド樹脂は、直線的な剛直性と、捻れによる分子間力の適度な低減によって、優れた機械的特性および熱特性(高引張弾性率及び低線熱膨張係数)と高溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性のバランスに優れやすい。
従って、前記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は、機械的特性および熱特性の点から、全テトラカルボン酸残基中、30モル%以上であってよく、35モル%以上であってよく、40モル%以上であってよく、50モル%以上であってよく、一方で、高溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性の点から、全テトラカルボン酸残基中、95モル%以下であってよく、90モル%以下であってよく、70モル%以下であってよく、60モル%以下であってよい。
The tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-1) has a specific structure containing a parabiphenylene group with a twisted dihedral angle via an ester bond, and thus, by containing the tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-1), the polyimide resin tends to have an excellent balance of excellent mechanical properties and thermal properties (high tensile modulus and low coefficient of linear thermal expansion), high solubility (low viscosity), and unevenness embeddability due to linear rigidity and moderate reduction in intermolecular force caused by twisting.
Therefore, the content of the tetracarboxylic acid residues represented by the formula (a-1) may be 30 mol % or more, 35 mol % or more, 40 mol % or more, or 50 mol % or more, of all tetracarboxylic acid residues, from the standpoint of mechanical properties and thermal properties; on the other hand, the content of the tetracarboxylic acid residues may be 95 mol % or less, 90 mol % or less, 70 mol % or less, or 60 mol % or less, of all tetracarboxylic acid residues, from the standpoint of high solubility (low viscosity) and irregularity embeddability.

前記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基は、三環縮環構造からなる剛直な構造となることから、優れた機械的特性および熱特性をポリイミド樹脂に付与することができる。
従って、前記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は、機械的特性および熱特性の点から、全テトラカルボン酸残基中、5モル%以上であってよく、10モル%以上であってよく、20モル%以上であってよく、25モル%以上であってよく、一方で、高溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性の点から、全テトラカルボン酸残基中、40モル%以下であってよく、35モル%以下であってよい。
The tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-2) has a rigid structure consisting of a three-ring condensed structure, and therefore can impart excellent mechanical properties and thermal properties to the polyimide resin.
Therefore, the content ratio of the tetracarboxylic acid residues represented by the formula (a-2) may be 5 mol % or more, 10 mol % or more, 20 mol % or more, or 25 mol % or more, of all tetracarboxylic acid residues, from the standpoint of mechanical properties and thermal properties; on the other hand, from the standpoint of high solubility (low viscosity) and irregularity embeddability, the content ratio of the tetracarboxylic acid residues may be 40 mol % or less, or 35 mol % or less, of all tetracarboxylic acid residues.

前記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基は、カルボニル炭素-芳香族炭素間の結合回転により、ポリイミド主鎖に大きく折れ曲がる構造を取り入れることができる。そのため、一定量の導入で、ポリイミド樹脂において分子間力を適度に弱める効果があり、ポリイミド樹脂の溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性を向上することができる。また、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物残基はカルボニル基により屈曲する方向が固定されているため、ポリイミド樹脂の機械的特性を低下させ難いと推定される。
本発明に用いられるポリイミド樹脂において、ポリイミド樹脂の溶解性および凹凸埋込性が確保できていれば、前記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基は含まれなくてもよい。
従って、前記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は、高溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性の点から、全テトラカルボン酸残基中、0モル%以上であってよく、5モル%以上であってよく、10モル%以上であってよく、一方で、機械的特性および熱特性の点から、テトラカルボン酸残基中、35モル%以下であってよく、25モル%以下であってよく、20モル%以下であってよい。
The tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-3) can incorporate a large bending structure into the polyimide main chain by bond rotation between the carbonyl carbon and the aromatic carbon. Therefore, the introduction of a certain amount of the tetracarboxylic acid residue has the effect of appropriately weakening the intermolecular forces in the polyimide resin, and can improve the solubility (low viscosity) and the unevenness embedding property of the polyimide resin. In addition, since the bending direction of the 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride residue is fixed by the carbonyl group, it is presumed that the mechanical properties of the polyimide resin are not easily deteriorated.
The polyimide resin used in the present invention may not contain the tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-3) as long as the solubility and irregularity embedding ability of the polyimide resin are ensured.
Therefore, the content ratio of the tetracarboxylic acid residues represented by the formula (a-3) may be 0 mol % or more, 5 mol % or more, or 10 mol % or more, of all the tetracarboxylic acid residues, from the viewpoints of high solubility (low viscosity) and irregularity embeddability; on the other hand, the content ratio of the tetracarboxylic acid residues may be 35 mol % or less, 25 mol % or less, or 20 mol % or less, of all the tetracarboxylic acid residues, from the viewpoints of mechanical properties and thermal properties.

前記式(b-1)で表されるジアミン残基は、2面角が捻れたパラビフェニレン基を含む特定の構造を有しており、およびトリフルオロメチル基の強い電子求引性を有する。そのため、前記式(b-1)で表されるジアミン残基を含むことにより、ポリイミド樹脂は、直線的な剛直性と、捻れによる分子間力の適度な低減によって、優れた機械的特性および熱特性と高溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性のバランスに優れやすい。
従って、前記式(b-1)で表されるジアミン残基の含有割合は、機械的特性および熱特性の点から、全ジアミン残基中、50モル%以上であってよく、70モル%以上であってよく、80モル%以上であってよく、90モル%以上であってよく、一方で、全ジアミン残基中、100モル%以下であってよく、98モル%以下であってよく、95モル%以下であってよい。
The diamine residue represented by the formula (b-1) has a specific structure containing a parabiphenylene group with a twisted dihedral angle, and has a strong electron-withdrawing property of a trifluoromethyl group. Therefore, by containing the diamine residue represented by the formula (b-1), the polyimide resin is likely to have an excellent balance between excellent mechanical properties and thermal properties, high solubility (low viscosity), and unevenness embedding property due to linear rigidity and moderate reduction in intermolecular force caused by twisting.
Therefore, from the viewpoint of mechanical properties and thermal properties, the content of the diamine residue represented by the formula (b-1) may be 50 mol % or more, 70 mol % or more, 80 mol % or more, or 90 mol % or more, of all diamine residues; on the other hand, it may be 100 mol % or less, 98 mol % or less, or 95 mol % or less, of all diamine residues.

前記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基は、いずれも分子構造にヘキサフルオロイソプロピリデン基、エーテル基、スルホニル基を有し、ポリイミド主鎖に折れ曲がる構造を取り入れることができる。そのため、一定量の導入で、ポリイミド樹脂において分子間力を適度に弱める効果があり、ポリイミド樹脂の溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性をを向上することができる。また、式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基に含まれるヘキサフルオロイソプロピリデン基、エーテル基、スルホニル基は極性の高い官能基であり、過度に分子間力が弱まることを抑制できるためポリイミド樹脂の機械的特性を低下させ難いと推定される。
本発明に用いられるポリイミド樹脂において、溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性が確保できていれば、前記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基は含まれなくてもよい。
従って、前記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基の含有割合は、高溶解性(低粘度性)および凹凸埋込性の点から、全ジアミン残基中、0モル%以上であってよく、2モル%以上であってよく、5モル%以上であってよく、一方で、機械的特性および熱特性の点から、全ジアミン残基中、50モル%以下であってよく、30モル%以下であってよく、20モル%以下であってよく、10モル%以下であってよい。
中でも(b-2)で表されるジアミン残基のように、水酸基を有するジアミン残基は、エポキシ化合物と反応可能なため多く含むとエポキシ化合物とポリイミド主鎖とも過剰に架橋反応が進行し、硬脆さを発現して引張弾性率が低下する場合があることから、40モル%以下であってよい。
At least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the formulas (b-2) to (b-6) has a hexafluoroisopropylidene group, an ether group, or a sulfonyl group in its molecular structure, and can incorporate a bent structure into the polyimide main chain. Therefore, by introducing a certain amount, it has the effect of moderately weakening the intermolecular forces in the polyimide resin, and can improve the solubility (low viscosity) and unevenness embedding properties of the polyimide resin. In addition, the hexafluoroisopropylidene group, ether group, and sulfonyl group contained in at least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the formulas (b-2) to (b-6) are highly polar functional groups, and it is presumed that they are unlikely to reduce the mechanical properties of the polyimide resin because they can suppress excessive weakening of the intermolecular forces.
In the polyimide resin used in the present invention, so long as the solubility (low viscosity) and the ability to embed irregularities are ensured, at least one diamine residue selected from the group consisting of the diamine residues represented by the formulas (b-2) to (b-6) may not be contained.
Therefore, the content of at least one kind of diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the formulas (b-2) to (b-6) may be 0 mol % or more, 2 mol % or more, or 5 mol % or more, of all diamine residues, from the standpoints of high solubility (low viscosity) and irregularity embeddability; on the other hand, it may be 50 mol % or less, 30 mol % or less, 20 mol % or less, or 10 mol % or less, of all diamine residues, from the standpoints of mechanical properties and thermal properties.
Among these, a diamine residue having a hydroxyl group, such as the diamine residue represented by (b-2), can react with an epoxy compound. If the diamine residue is contained in a large amount, the crosslinking reaction between the epoxy compound and the polyimide main chain may proceed excessively, resulting in hardness and brittleness and a decrease in the tensile modulus of elasticity. Therefore, the content of the diamine residue may be 40 mol % or less.

前記一般式(PI)で表される構成単位を含み、前記テトラカルボン酸残基として、前記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基及び前記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基を含み、前記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基を含んでもよく、前記ジアミン残基として、前記式(b-1)で表されるジアミン残基を含み、前記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基を含んでもよいポリイミド樹脂においては、前記式(a-1)~(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基及び前記式(b-1)~(b-6)で表されるジアミン残基を前記特定量で含み、本発明の効果が損なわれない限り、前記式(a-1)~(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基とは異なる他のテトラカルボン酸残基、及び、前記式(b-1)~(b-6)で表されるジアミン残基とは異なる他のジアミン残基を含有していても良い。 In a polyimide resin that contains a structural unit represented by the general formula (PI), includes as the tetracarboxylic acid residues the tetracarboxylic acid residues represented by the formula (a-1) and the tetracarboxylic acid residues represented by the formula (a-2), and may include as the tetracarboxylic acid residues represented by the formula (a-3), and includes as the diamine residues the diamine residues represented by the formula (b-1) and may include at least one diamine residue selected from the group consisting of the diamine residues represented by the formulas (b-2) to (b-6), the polyimide resin may contain other tetracarboxylic acid residues different from the tetracarboxylic acid residues represented by the formulas (a-1) to (a-3) and the diamine residues represented by the formulas (b-1) to (b-6) in the specific amounts, and may contain other tetracarboxylic acid residues different from the tetracarboxylic acid residues represented by the formulas (a-1) to (a-3) and other diamine residues different from the diamine residues represented by the formulas (b-1) to (b-6), as long as the effects of the present invention are not impaired.

前記式(a-1)~(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基とは異なる他のテトラカルボン酸残基としては、芳香族環を有するテトラカルボン酸二無水物、及び、脂肪族環を有するテトラカルボン酸二無水物の少なくとも1種から誘導されるテトラカルボン酸残基が挙げられる。 Other tetracarboxylic acid residues different from the tetracarboxylic acid residues represented by the formulas (a-1) to (a-3) include tetracarboxylic acid residues derived from at least one of tetracarboxylic acid dianhydrides having an aromatic ring and tetracarboxylic acid dianhydrides having an aliphatic ring.

他のテトラカルボン酸残基を誘導する芳香族環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,3-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、1,4-ビス〔(3,4-ジカルボキシ)ベンゾイル〕ベンゼン二無水物、2,2-ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、2,2-ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}プロパン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、4,4’-ビス〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、4,4’-ビス〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕ビフェニル二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}ケトン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルホン二無水物、ビス{4-〔4-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、ビス{4-〔3-(1,2-ジカルボキシ)フェノキシ〕フェニル}スルフィド二無水物、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、3,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、3,3’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、3,4’-オキシジフタル酸無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ぺリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
他のテトラカルボン酸残基を誘導する脂肪族環を有するテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ジシクロヘキサン-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、1,1’-ビシクロヘキサン-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
これらは単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。
Examples of tetracarboxylic acid dianhydrides having an aromatic ring that induces other tetracarboxylic acid residues include 2,2',3,3'-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2',3,3'-biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyl tetracarboxylic acid dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(2,3-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, 1,3-bis[(3,4-dicarboxy)benzoyl]benzene dianhydride, 1,4-bis[(3,4-dicarboxy)benzoyl]benzene dianhydride, 2,2-bis{4-[4-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}propane dianhydride, 2,2-bis{4-[3-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}propane dianhydride, bis{4-[4-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}ketone dianhydride, bis{4-[3-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}ketone dianhydride, 4,4'-bis[4-(1,2-dicarboxy )phenoxy]biphenyl dianhydride, 4,4'-bis[3-(1,2-dicarboxy)phenoxy]biphenyl dianhydride, bis{4-[4-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}ketone dianhydride, bis{4-[3-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}ketone dianhydride, bis{4-[4-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}sulfone dianhydride, bis{4-[3-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}sulfone dianhydride, bis{4-[4-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}sulfide dianhydride, bis{4-[3-(1,2-dicarboxy)phenoxy]phenyl}sulfide dianhydride, 4,4'-(hexafluoro 3,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, 3,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, 3,3'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride, 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 3,4'-oxydiphthalic anhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride, and the like.
Examples of tetracarboxylic acid dianhydrides having an aliphatic ring from which other tetracarboxylic acid residues are derived include cyclohexanetetracarboxylic acid dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride, dicyclohexane-3,4,3',4'-tetracarboxylic acid dianhydride, cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride, and 1,1'-bicyclohexane-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid dianhydride.
These may be used alone or in combination of two or more.

他のテトラカルボン酸残基を誘導するテトラカルボン酸二無水物としては、ポリイミド樹脂の優れた機械的特性の点から、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、及びシクロブタンテトラカルボン酸二無水物からなる群から選択される少なくとも1種であってよい。 The tetracarboxylic dianhydride from which the other tetracarboxylic acid residues are derived may be at least one selected from the group consisting of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, in terms of the excellent mechanical properties of the polyimide resin.

また、前記式(b-1)~(b-6)で表されるジアミン残基とは異なる他のジアミン残基としては、芳香族環を有するジアミン、及び、脂肪族環を有するジアミンの少なくとも1種から誘導されるジアミン残基が挙げられる。 Other diamine residues different from the diamine residues represented by the formulas (b-1) to (b-6) include diamine residues derived from at least one diamine having an aromatic ring and a diamine having an aliphatic ring.

他のジアミン残基を誘導する芳香族環を有するジアミンとしては、例えば、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,5-ジアミノトルエン、2,4-ジアミノキシレン、2,4-ジアミノデュレン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-メチレンビス(2-メチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2-エチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルアニリン)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジエチルアニリン)、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、2,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、4-アミノフェニル-4’-アミノベンゾエート、ベンジジン、3,3’-ジヒドロキシベンジジン、3,3’-ジメトキシベンジジン、o-トリジン、m-トリジン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、p-ターフェニレンジアミン等が挙げられる。
他のジアミン残基を誘導する脂肪族環を有するジアミンとしては、4,4'-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、イソホロンジアミン、トランス-1,4-ジアミノシクロヘキサン、シス-1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,4-シクロヘキサンビス(メチルアミン)、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、3,8-ビス(アミノメチル)トリシクロ〔5.2.1.0〕デカン、1,3-ジアミノアダマンタン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4-アミノシクロヘキシル)ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。
これらは単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。
Examples of diamines having an aromatic ring from which other diamine residues are derived include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, 2,4-diaminodurene, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-methylenebis(2-methylaniline), 4,4'-methylenebis(2-ethylaniline), 4,4'-methylenebis(2,6-dimethylaniline), 4,4'-methylenebis(2,6-diethylaniline), 3,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 2,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diamino Examples of the amines include diphenyl sulfone, 4,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzanilide, 4-aminophenyl-4'-aminobenzoate, benzidine, 3,3'-dihydroxybenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, o-tolidine, m-tolidine, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)propane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, and p-terphenylenediamine.
Examples of diamines having an aliphatic ring from which other diamine residues are derived include 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine), isophoronediamine, trans-1,4-diaminocyclohexane, cis-1,4-diaminocyclohexane, 1,4-cyclohexanebis(methylamine), 2,5-bis(aminomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 2,6-bis(aminomethyl)bicyclo[2.2.1]heptane, 3,8-bis(aminomethyl)tricyclo[5.2.1.0]decane, 1,3-diaminoadamantane, 2,2-bis(4-aminocyclohexyl)propane, and 2,2-bis(4-aminocyclohexyl)hexafluoropropane.
These may be used alone or in combination of two or more.

他のジアミン残基を誘導する芳香族環を有するジアミンとしては、ポリイミド樹脂の優れた機械的特性の点から、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,5-ジアミノトルエン、2,4-ジアミノキシレン、2,4-ジアミノデュレン、ベンジジン、3,3’-ジヒドロキシベンジジン、3,3’-ジメトキシベンジジン、o-トリジン、m-トリジン、及びp-ターフェニレンジアミンの少なくとも1種であってよい。 The diamine having an aromatic ring from which the other diamine residues are derived may be at least one of p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,5-diaminotoluene, 2,4-diaminoxylene, 2,4-diaminodurene, benzidine, 3,3'-dihydroxybenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, o-tolidine, m-tolidine, and p-terphenylenediamine, from the viewpoint of excellent mechanical properties of the polyimide resin.

前記一般式(PI)で表される構成単位を含み、前記テトラカルボン酸残基として、前記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基及び前記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基を含み、前記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基を含んでもよく、前記ジアミン残基として、前記式(b-1)で表されるジアミン残基を含み、前記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基を含んでもよいポリイミド樹脂においては、前記有機溶剤に対する溶解性と、高い引張弾性率を達成し、優れた凹凸埋込性を得やすい点から、全テトラカルボン酸残基中、式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基、前記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基、及び前記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基の合計含有割合は、70モル%以上であってよく、80モル%以上であってよく、90モル%以上であってよく、95モル%以上であってよく、100モル%であってもよい。
また当該ポリイミド樹脂においては、前記有機溶剤に対する溶解性と、高い引張弾性率を達成し、優れた凹凸埋込性を得やすい点から、全ジアミン残基中、前記式(b-1)で表されるジアミン残基を含み、前記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基の合計含有割合は、70モル%以上であってよく、80モル%以上であってよく、90モル%以上であってよく、95モル%以上であってよく、100モル%であってもよい。
In a polyimide resin that contains a structural unit represented by the general formula (PI), includes, as the tetracarboxylic acid residue, a tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-1) and a tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-2), and may include a tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-3), and includes, as the diamine residue, a diamine residue represented by the formula (b-1) and may include at least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the formulas (b-2) to (b-6), the total content of the tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-1), the tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-2), and the tetracarboxylic acid residue represented by the formula (a-3) in all tetracarboxylic acid residues may be 70 mol% or more, 80 mol% or more, 90 mol% or more, 95 mol% or more, or 100 mol%.
In addition, in the polyimide resin, in order to achieve solubility in the organic solvent, a high tensile modulus, and excellent irregularity embedding properties, the total content of the diamine residues represented by formula (b-1) and at least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by formulas (b-2) to (b-6) in all diamine residues may be 70 mol % or more, 80 mol % or more, 90 mol % or more, 95 mol % or more, or even 100 mol %.

また、本発明に用いられる前記一般式(PI)で表される構成単位を含むポリイミド樹脂は、本発明の効果が損なわれない限り、その一部に前記一般式(PI)で表される構成単位とは異なる構造を有していても良い。
本発明に用いられる前記一般式(PI)で表される構成単位を含むポリイミド樹脂は、前記一般式(PI)で表される構成単位の合計が、ポリイミド樹脂の全構成単位の90モル%以上であってよく、95モル%以上であってよく、98モル%以上であってよく、100モル%であってよい。
前記一般式(PI)で表される構成単位とは異なる構造としては、例えば、芳香族環及び脂肪族環を有しないテトラカルボン酸残基を含む構成単位、芳香族環及び脂肪族環を有しないジアミン残基を含む構成単位、テトラカルボン酸成分が完全にイミド化されずに一部にポリアミド酸構造を有する構成単位、トリメリット酸無水物のようなトリカルボン酸残基を含むポリアミドイミド構成単位、ポリアミド構成単位等が挙げられる。
In addition, the polyimide resin containing the constitutional unit represented by the general formula (PI) used in the present invention may have a structure different from the constitutional unit represented by the general formula (PI) in a part thereof, so long as the effects of the present invention are not impaired.
In the polyimide resin used in the present invention containing the constitutional unit represented by the general formula (PI), the total of the constitutional units represented by the general formula (PI) may be 90 mol % or more, 95 mol % or more, 98 mol % or more, or 100 mol % of all constitutional units of the polyimide resin.
Examples of structures different from the constituent unit represented by general formula (PI) include a constituent unit containing a tetracarboxylic acid residue having no aromatic ring or aliphatic ring, a constituent unit containing a diamine residue having no aromatic ring or aliphatic ring, a constituent unit in which the tetracarboxylic acid component is not completely imidized and has a polyamic acid structure in part, a polyamideimide constituent unit containing a tricarboxylic acid residue such as trimellitic anhydride, a polyamide constituent unit, and the like.

本発明に用いられるポリイミド樹脂は、例えば下記の方法によって、原料組成の比率を確認し、各残基の含有割合(モル%)を求めることができる。
まず、水酸化ナトリウムを2.0g、水を25mL、メタノールを25mLを混合した水酸化ナトリウム溶液を準備し、当該水酸化ナトリウム溶液10mLに対して、ポリイミド樹脂200mgを溶解させる。前記溶液を耐圧容器中で250℃で1時間加熱することによって、ポリイミド樹脂の解重合を促進させる。得られた溶液をクロロホルムと水で抽出し、分解物(原料モノマー)を分離する。原料組成の比率はガスクロマトグラフィー(アジレント・テクノロジー社製のHP6890/HP5973)により測定(カラムは「InertCap 5MS/Sil(30m×250μm×0.25μm、ジーエルサイエンス社製」を使用、測定条件は50℃で5min保持、その後10℃/minで320℃まで昇温して3min保持)する。各原料の組成比率については、ガスクロマトグラフィーの面積比から算出することができる。
ポリイミド樹脂中の各残基の含有割合(モル%)は、樹脂製造時には原料の仕込み比から求めることもできる。また、ポリイミド樹脂の構造は、NMR、各種質量分析、元素分析、XPS/ESCA及びTOF-SIMS等を用いて求めることができる。
The content (mol %) of each residue in the polyimide resin used in the present invention can be determined by confirming the ratio of the raw material composition, for example, by the following method.
First, a sodium hydroxide solution containing 2.0 g of sodium hydroxide, 25 mL of water, and 25 mL of methanol is prepared, and 200 mg of polyimide resin is dissolved in 10 mL of the sodium hydroxide solution. The solution is heated in a pressure vessel at 250° C. for 1 hour to promote depolymerization of the polyimide resin. The resulting solution is extracted with chloroform and water, and the decomposition product (raw material monomer) is separated. The ratio of the raw material composition is measured by gas chromatography (HP6890/HP5973 manufactured by Agilent Technologies) (the column is "InertCap 5MS/Sil (30 m x 250 μm x 0.25 μm, manufactured by GL Sciences Inc.", the measurement conditions are 50° C. for 5 min, then heated to 320° C. at 10° C./min and held for 3 min). The composition ratio of each raw material can be calculated from the area ratio of gas chromatography.
The content (mol%) of each residue in the polyimide resin can be determined from the charge ratio of the raw materials during the production of the resin. The structure of the polyimide resin can be determined using NMR, various mass spectrometry, elemental analysis, XPS/ESCA, TOF-SIMS, etc.

本発明に用いられるポリイミド樹脂の製造方法としては特に限定されないが、例えば、下記化学式(1-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物及びピロメリット酸無水物と、必要に応じて3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、及び他の芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸二無水物とを含む2種以上のテトラカルボン酸二無水物と、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンと、必要に応じて、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、及びビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)スルホンからなる群から選択される少なくとも1種のジアミンと、更に必要に応じて他の芳香族環又は脂肪族環を有するジアミンとを含む1種又は2種以上のジアミンとを反応させることにより、ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)を得る工程と、得られた前記ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)をイミド化する工程を経て製造することができる。 The method for producing the polyimide resin used in the present invention is not particularly limited, but may be, for example, a method for producing a polyimide resin using a tetracarboxylic acid dianhydride represented by the following chemical formula (1-1) and pyromellitic anhydride, and optionally two or more kinds of tetracarboxylic acid dianhydrides including 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride and tetracarboxylic acid dianhydrides having other aromatic or aliphatic rings, 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, and optionally 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 4,4'-diaminodiphenyl It can be produced through a process of obtaining a polyimide precursor (polyamic acid) by reacting at least one diamine selected from the group consisting of bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)hexafluoropropane, bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl)sulfone, and bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)sulfone with one or more diamines including, as necessary, a diamine having another aromatic ring or an aliphatic ring, and a process of imidizing the obtained polyimide precursor (polyamic acid).

Figure 2024064435000006
Figure 2024064435000006

前記一般式(1-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物は、2,2’,3,3’5,5’-ヘキサメチル-ビフェニル-4,4’-ジオールとトリメリット酸類とを用いて公知のエステル化反応により得ることができる。前記トリメリット酸類としては、無水トリメリット酸、無水トリメリット酸ハライド等が挙げられる。前記一般式(1-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物の合成方法は、特許第6165153号を適宜参照することができる。
必要に応じて用いられる芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸二無水物、及び、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミンとしてはそれぞれ、前述のテトラカルボン酸二無水物、及び前述のジアミンを適宜選択して用いればよい。必要に応じて用いられる芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸二無水物、及び、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミンを製造するための方法としては特に限定されず、公知の製造方法を適宜採用することができ、市販品を適宜用いても良い。
The tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (1-1) can be obtained by a known esterification reaction using 2,2',3,3'5,5'-hexamethyl-biphenyl-4,4'-diol and trimellitic acids. Examples of the trimellitic acids include trimellitic anhydride and trimellitic anhydride halide. For a method of synthesizing the tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (1-1), refer to Japanese Patent No. 6165153 as appropriate.
The tetracarboxylic dianhydride having an aromatic ring or an aliphatic ring and the diamine having an aromatic ring or an aliphatic ring, which are used as necessary, may be appropriately selected from the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride and the above-mentioned diamine, respectively. The method for producing the tetracarboxylic dianhydride having an aromatic ring or an aliphatic ring and the diamine having an aromatic ring or an aliphatic ring, which are used as necessary, is not particularly limited, and a known production method may be appropriately adopted, or a commercially available product may be appropriately used.

前記ポリイミド前駆体は、前記テトラカルボン酸二無水物と、前記ジアミンとを、溶剤中で反応させて得られる。ポリイミド前駆体の合成に用いる溶剤としては、上述のテトラカルボン酸二無水物及びジアミンを溶解可能であれば特に制限はなく、例えば非プロトン性極性溶剤等を用い得る。本発明においては、中でも、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等の窒素原子を含む有機溶剤;γ-ブチロラクトン等を用いることが好ましい。なお、有機溶剤とは、炭素原子を含む溶剤である。 The polyimide precursor is obtained by reacting the tetracarboxylic dianhydride with the diamine in a solvent. The solvent used in the synthesis of the polyimide precursor is not particularly limited as long as it can dissolve the tetracarboxylic dianhydride and diamine described above, and for example, an aprotic polar solvent can be used. In the present invention, it is preferable to use organic solvents containing nitrogen atoms such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, and N,N-dimethylacetamide; γ-butyrolactone, etc. An organic solvent is a solvent that contains carbon atoms.

重合反応の手順は、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
例えば、窒素置換による低湿度環境において、反応容器中、先ず、ジアミンを重合溶媒に溶解し、この溶液にジアミンと実質的に等モルの酸二無水物を徐々に添加し、メカニカルスターラー等を用い、温度0~100℃の範囲、好ましくは20~60℃で0.5~150時間好ましくは1~48時間攪拌することが挙げられる。この際モノマー濃度は、通常、5~50質量%の範囲、好ましくは10~40質量%の範囲が挙げられる。
The polymerization reaction procedure can be appropriately selected from known methods.
For example, in a low humidity environment by nitrogen substitution, first, a diamine is dissolved in a polymerization solvent in a reaction vessel, and to this solution, a substantially equimolar amount of acid dianhydride to the diamine is gradually added, followed by stirring using a mechanical stirrer or the like at a temperature in the range of 0 to 100° C., preferably 20 to 60° C., for 0.5 to 150 hours, preferably 1 to 48 hours. In this case, the monomer concentration is usually in the range of 5 to 50% by mass, preferably 10 to 40% by mass.

前記ポリイミド前駆体溶液は、少なくとも2種のテトラカルボン酸二無水物を組み合わせて調製されるが、ジアミンが溶解した重合溶媒に少なくとも2種の酸二無水物を一度に添加し、ポリアミド酸を合成してもよいし、少なくとも2種の酸二無水物を適切なモル比で段階を踏んで反応液に添加し、ある程度、各原料が高分子鎖へ組み込まれるシーケンスをコントロールしてもよい。
たとえば、ジアミンが溶解された反応液に、一般式(1-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物を投入し反応させることで、一般式(1-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物とジアミンが反応したアミド酸を合成し、そこへ、ピロメリット酸無水物と、必要に応じて芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸二無水物とを投入し、必要に応じて更にジアミンを加えてポリアミド酸を重合しても良い。この方法で重合すると、一般式(1-1)で表されるテトラカルボン酸二無水物が1つのジアミンを介して、連結した形でポリアミド酸の中に導入される。
このような方法でポリアミド酸を重合することは、主鎖にエステル結合を介して2面角がねじれたパラビフェニレン基を含む特定の構造のテトラカルボン酸残基の位置関係がある程度特定され、且つゲル浸透クロマトグラフィーのポリスチレン換算による重量平均分子量が50,000以上となりやすく、引張弾性率及び低線熱膨張係数が優れた硬化膜を得易い点から好ましい。
The polyimide precursor solution is prepared by combining at least two kinds of tetracarboxylic dianhydrides. The polyamic acid may be synthesized by adding at least two kinds of acid dianhydrides at once to a polymerization solvent in which a diamine is dissolved, or the at least two kinds of acid dianhydrides may be added in a stepwise manner in an appropriate molar ratio to a reaction solution, thereby controlling to some extent the sequence in which each raw material is incorporated into a polymer chain.
For example, a tetracarboxylic dianhydride represented by general formula (1-1) may be added to a reaction solution in which a diamine has been dissolved, and reacted to synthesize an amic acid in which the tetracarboxylic dianhydride represented by general formula (1-1) and the diamine have reacted, and then pyromellitic anhydride and, if necessary, a tetracarboxylic dianhydride having an aromatic ring or an aliphatic ring may be added thereto, and, if necessary, a diamine may be further added to polymerize the polyamic acid. When polymerized by this method, the tetracarboxylic dianhydride represented by general formula (1-1) is introduced into the polyamic acid in a linked form via one diamine.
Polymerizing polyamic acid by such a method is preferable because it allows the positional relationship of tetracarboxylic acid residues having a specific structure containing a parabiphenylene group with a twisted dihedral angle in the main chain via an ester bond to be specified to a certain extent, the weight average molecular weight as calculated in terms of polystyrene by gel permeation chromatography is likely to be 50,000 or more, and a cured film having excellent tensile modulus and low linear thermal expansion coefficient can be easily obtained.

前記ポリイミド前駆体溶液(ポリアミド酸溶液)中のジアミンのモル数をa、テトラカルボン酸二無水物のモル数をbとしたとき、b/aは0.9以上1.1以下であってよく、0.95以上1.05以下であってよい。塗膜の再溶解性及びゲル浸透クロマトグラフィーのポリスチレン換算による重量平均分子量の点からは、0.98以上1.01以下であってよく、0.99以上1.00未満であってよい。このような範囲とすることにより得られるポリアミド酸の分子量(重合度)を適度に調整することができ、また末端の官能基を調整することができる。 When the number of moles of diamine in the polyimide precursor solution (polyamic acid solution) is a and the number of moles of tetracarboxylic dianhydride is b, b/a may be 0.9 or more and 1.1 or less, or 0.95 or more and 1.05 or less. In terms of the resolubility of the coating film and the weight average molecular weight calculated as polystyrene by gel permeation chromatography, b/a may be 0.98 or more and 1.01 or less, or 0.99 or more and less than 1.00. By setting the ratio within such a range, the molecular weight (degree of polymerization) of the obtained polyamic acid can be appropriately adjusted, and the functional groups at the terminals can also be adjusted.

ゲル浸透クロマトグラフィーのポリスチレン換算による重量平均分子量が所望となるポリイミド樹脂を調製するためには、前記ポリイミド前駆体の調製において、ジアミンを溶解させた反応液に酸二無水物を段階的に添加し、所望の分子量範囲に達することをゲル浸透クロマトグラフィーで測定しながら反応を行うことが好ましい。 In order to prepare a polyimide resin having a desired weight average molecular weight as calculated by polystyrene equivalent using gel permeation chromatography, it is preferable to gradually add an acid dianhydride to a reaction solution in which a diamine is dissolved in the preparation of the polyimide precursor, and carry out the reaction while measuring by gel permeation chromatography that the molecular weight reaches the desired range.

前記ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)は、樹脂組成物の硬化膜の優れた機械的特性を得る点から、重量平均分子量が、50,000以上であってよく、60,000以上であってよい。一方で、樹脂組成物の硬化膜の膜厚を厚くすることが可能で、凹凸埋込性に優れる点から、前記ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)は、重量平均分子量が、100,000以下であってよく、90,000以下であってよく、80,000以下であってよい。
ポリイミド前駆体の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定できる。
The polyimide precursor (polyamic acid) may have a weight average molecular weight of 50,000 or more, or 60,000 or more, from the viewpoint of obtaining excellent mechanical properties of the cured film of the resin composition. On the other hand, the polyimide precursor (polyamic acid) may have a weight average molecular weight of 100,000 or less, 90,000 or less, or 80,000 or less, from the viewpoint of making it possible to increase the thickness of the cured film of the resin composition and to provide excellent irregularity embedding properties.
The weight average molecular weight of the polyimide precursor can be measured by gel permeation chromatography (GPC).

イミド化するために用いられるポリイミド前駆体(ポリアミド酸)としては、合成反応により得られたポリイミド前駆体溶液をそのまま用いても良いし、ポリイミド前駆体溶液の溶剤を乾燥させ、別の溶剤に溶解して用いても良い。 As the polyimide precursor (polyamic acid) used for imidization, the polyimide precursor solution obtained by the synthesis reaction may be used as is, or the solvent of the polyimide precursor solution may be dried and dissolved in another solvent.

ポリイミド前駆体をイミド化する方法としては、加熱により脱水閉環反応を行う加熱イミド化と、化学イミド化剤(脱水閉環剤)を用いて脱水閉環反応を行う化学イミド化が挙げられる。中でも、加熱に伴うポリアミド酸の解重合による分子量の変化を避ける点から、化学イミド化を用いることが好ましい。
化学イミド化を行う場合は、化学イミド化剤としてピリジンやβ-ピコリン酸等のアミン、ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのカルボジイミド、無水酢酸等の酸無水物等、公知の化合物を用いても良い。酸無水物としては無水酢酸に限らず、プロピオン酸無水物、n-酪酸無水物、安息香酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物等が挙げられるが特に限定されない。また、その際にピリジンやβ-ピコリン酸等の3級アミンを併用してもよい。ただし、これらアミン類は、硬化膜中に残存すると特性に悪影響を与える可能性があるため、ポリイミド前駆体からポリイミド樹脂へと反応させた反応液を、再沈殿などにより精製し、ポリイミド以外の化学イミド化剤成分をそれぞれ、ポリイミド樹脂全重量の100ppm以下まで除去してもよい。
Methods for imidizing a polyimide precursor include thermal imidization, which involves a dehydration ring-closing reaction by heating, and chemical imidization, which involves a dehydration ring-closing reaction using a chemical imidization agent (a dehydration ring-closing agent).Of these, chemical imidization is preferred from the viewpoint of avoiding changes in molecular weight due to depolymerization of polyamic acid caused by heating.
When chemical imidization is performed, known compounds such as amines such as pyridine and β-picolinic acid, carbodiimides such as dicyclohexylcarbodiimide, and acid anhydrides such as acetic anhydride may be used as the chemical imidization agent. The acid anhydride is not limited to acetic anhydride, but may include, but is not limited to, propionic anhydride, n-butyric anhydride, benzoic anhydride, trifluoroacetic anhydride, and the like. In addition, a tertiary amine such as pyridine or β-picolinic acid may be used in combination. However, since these amines may adversely affect the properties if they remain in the cured film, the reaction solution in which the polyimide precursor is reacted to produce a polyimide resin may be purified by reprecipitation or the like, and the chemical imidization agent components other than polyimide may each be removed to 100 ppm or less of the total weight of the polyimide resin.

ポリイミド前駆体の化学イミド化を行う反応液に用いられる有機溶剤としては、前記ポリイミド前駆体が溶解可能であれば特に制限はない。例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等の窒素原子を含む有機溶剤;γ-ブチロラクトン等を用いることができる。 The organic solvent used in the reaction solution for chemically imidizing the polyimide precursor is not particularly limited as long as it can dissolve the polyimide precursor. For example, organic solvents containing nitrogen atoms such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone; γ-butyrolactone, etc. can be used.

ポリイミド樹脂は、その分子鎖の末端が、カルボキシ基末端またはアミノ基末端であり得るが、当該末端が末端封止剤により封止されていてもよい。末端封止剤としては、公知の末端封止剤を適宜選択して用いることができ、例えば、モノアミン類、モノカルボン酸類、酸無水物、モノ酸クロリド化合物、及びモノ活性エステル化合物等が挙げられる。
ポリイミド樹脂の調製時に化学イミド化で酸無水物を用いる場合には、化学イミド化すると同時に、アミノ基末端に対して酸無水物が反応し得る。本発明に用いられるポリイミド樹脂は、アミノ基末端に酸無水物が反応した、末端にアミド結合を有するものであってよく、末端にアセトアミド基を有するものであってよい。
本発明の樹脂組成物においては、ポリイミド樹脂がエポキシ化合物と反応することで凹凸基板との密着性を向上させ、凹凸埋込性を向上する点から、ポリイミド樹脂はその分子鎖の末端の10%以上がアミド基を有してよく、末端の40%以上がアミド基を有してよく、末端の70%以上がアミド基を有してよい。
The molecular chain terminals of the polyimide resin may be carboxyl or amino terminals, and the terminals may be capped with a terminal capping agent. The terminal capping agent may be appropriately selected from known terminal capping agents, and examples of the terminal capping agent include monoamines, monocarboxylic acids, acid anhydrides, monoacid chloride compounds, and monoactive ester compounds.
When an acid anhydride is used for chemical imidization in preparing a polyimide resin, the acid anhydride may react with the amino terminals simultaneously with the chemical imidization. The polyimide resin used in the present invention may be one in which an acid anhydride has reacted with an amino terminal, and thus the polyimide resin has an amide bond at the terminal, or may have an acetamide group at the terminal.
In the resin composition of the present invention, from the viewpoint of improving adhesion to an uneven substrate and improving embeddability in unevenness by reacting the polyimide resin with an epoxy compound, 10% or more of the terminals of the molecular chain of the polyimide resin may have amide groups, 40% or more of the terminals may have amide groups, or 70% or more of the terminals may have amide groups.

ポリイミド前駆体からポリイミド樹脂へと反応させた反応液を再沈殿する方法としては、一般的には、大量の貧溶媒中へ、反応液を撹拌しながら滴下する方法が挙げられる。不純物をより低減し易い点から、反応液を再沈殿する方法としては、ポリイミド樹脂へと反応させた反応液を必要に応じて適切な濃度まで希釈後、反応液へ、ポリイミド樹脂の貧溶媒を徐々に加えてポリイミド樹脂を析出させる方法が好ましい。
ポリイミド樹脂を析出させるために前記貧溶媒を滴下するときの、前記反応液(ポリイミド溶液)の固形分濃度は、収率の点及び不純物を効率良く除去する点から、0.1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。
ポリイミド樹脂の析出に適した、前記ポリイミド溶液の固形分濃度とするために、適宜ポリイミド樹脂の良溶媒を用いて希釈してもよい。
なお、ポリイミド樹脂の良溶媒は、目安として、ポリイミド樹脂の溶解度が25℃で20g/100g以上である溶媒の中から適宜選択して用いることができる。
また、ポリイミド樹脂の貧溶媒は、目安として、ポリイミド樹脂の溶解度が25℃で20g/100g未満の溶媒の中から適宜選択して用いることができる。
A method for reprecipitating a reaction solution in which a polyimide precursor has been reacted to form a polyimide resin is generally to drop the reaction solution into a large amount of poor solvent while stirring it. In terms of easiness in reducing impurities, a method for reprecipitating a reaction solution is preferably to dilute the reaction solution in which a polyimide precursor has been reacted to form a polyimide resin to an appropriate concentration as necessary, and then gradually add a poor solvent for the polyimide resin to the reaction solution to precipitate the polyimide resin.
When the poor solvent is dropped to precipitate a polyimide resin, the solid content concentration of the reaction liquid (polyimide solution) is preferably 0.1 mass % or more and 30 mass % or less, and more preferably 1 mass % or more and 10 mass % or less, from the viewpoints of yield and efficient removal of impurities.
In order to adjust the solids concentration of the polyimide solution to a level suitable for precipitation of the polyimide resin, the polyimide solution may be appropriately diluted with a good solvent for the polyimide resin.
As a guideline, a good solvent for polyimide resin can be appropriately selected from solvents in which the solubility of polyimide resin is 20 g/100 g or more at 25° C.
The poor solvent for the polyimide resin can be appropriately selected from solvents in which the solubility of the polyimide resin at 25° C. is less than 20 g/100 g, as a guideline.

例えば、ポリイミド前駆体からポリイミド樹脂へと反応させた反応液に、ポリイミド樹脂の良溶媒である有機溶剤を加え均一になるまで撹拌して反応液を希釈し、次にt-ブタノール、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、2-ブタノール、シクロヘキサノール、t-アミルアルコール等のアルコール系有機溶剤を徐々に加えてポリイミド樹脂を析出させ、白色スラリーを得て、当該スラリーをろ過してポリイミド樹脂を得る。前記アルコール系有機溶剤としては、中でも、ポリイミド樹脂の安定性に優れる点から、2級又は3級アルコールであってよい。 For example, an organic solvent that is a good solvent for polyimide resin is added to the reaction liquid obtained by reacting a polyimide precursor to a polyimide resin, and the reaction liquid is diluted by stirring until it becomes uniform. Next, an alcohol-based organic solvent such as t-butanol, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 2-butanol, cyclohexanol, or t-amyl alcohol is gradually added to precipitate the polyimide resin, obtaining a white slurry, which is then filtered to obtain the polyimide resin. The alcohol-based organic solvent may be a secondary or tertiary alcohol, in particular, because it provides excellent stability to the polyimide resin.

上記のように再沈殿させて得られたポリイミド樹脂は、残留溶剤を除くために有機溶剤を用いた洗浄工程を繰り返すことが好ましい。
例えば、再沈殿させて得られたポリイミド樹脂を洗浄用有機溶剤中で洗浄し、その後ろ過する、という洗浄工程を繰り返し、真空乾燥機を用いて100℃~120℃で乾燥し、ポリイミド樹脂を得る。
洗浄用有機溶剤としては、再沈殿させて得られたポリイミド樹脂に含まれる残留溶剤と相溶性が高く、ポリイミド樹脂の貧溶媒であって、且つ、真空乾燥機を用いて100℃~120℃で乾燥すれば全て揮発することが可能なように沸点が真空乾燥機の乾燥温度未満の有機溶剤から選択する。
例えば、残留溶剤が、ポリイミド前駆体を調製する際に用いられるN,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等の場合、イソプロピルアルコール、メタノール等が洗浄用有機溶剤として好適に用いられる。洗浄用有機溶剤としては、1種又は2種以上用いることができる。
The polyimide resin obtained by reprecipitation as described above is preferably repeatedly washed with an organic solvent to remove residual solvent.
For example, the polyimide resin obtained by reprecipitation is washed in an organic solvent for washing, and then filtered. This washing process is repeated, and the polyimide resin is dried at 100° C. to 120° C. using a vacuum dryer to obtain the polyimide resin.
The organic solvent for cleaning is selected from among organic solvents that are highly compatible with the residual solvent contained in the polyimide resin obtained by reprecipitation, that are poor solvents for the polyimide resin, and that have a boiling point lower than the drying temperature of a vacuum dryer so that they can be completely volatilized by drying at 100°C to 120°C using a vacuum dryer.
For example, when the residual solvent is N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc., which are used in preparing the polyimide precursor, isopropyl alcohol, methanol, etc. are preferably used as the cleaning organic solvent. As the cleaning organic solvent, one or more kinds can be used.

本発明に用いられるポリイミド樹脂は、重量平均分子量が、50,000以上であってよく、60,000以上であってよく、一方で、100,000以下であってよく、90,000以下であってよく、80,000以下であってよい。
前記ポリイミド樹脂の重量平均分子量が前記下限値以上であると、樹脂組成物の硬化膜の引張弾性率が向上しやすい点から好ましい。一方、前記上限値以下であると、ポリイミド樹脂の合成、樹脂組成物の調製、塗膜形成時に高粘度化が抑制され、樹脂組成物の硬化膜の膜厚を厚くすることが可能で、凹凸埋込性に優れる点から好ましい。
ポリイミド樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定できる。
The polyimide resin used in the present invention may have a weight average molecular weight of 50,000 or more, or 60,000 or more, and may be 100,000 or less, 90,000 or less, or 80,000 or less.
It is preferable that the weight average molecular weight of the polyimide resin is equal to or greater than the lower limit, since the tensile modulus of the cured film of the resin composition is easily improved, whereas it is equal to or less than the upper limit, since the increase in viscosity during synthesis of the polyimide resin, preparation of the resin composition, and coating film formation is suppressed, the thickness of the cured film of the resin composition can be increased, and the resin composition has excellent irregularity embedding properties.
The weight average molecular weight of the polyimide resin can be measured by gel permeation chromatography (GPC).

また、本発明のポリイミド樹脂は単独の硬化膜が、後述の樹脂組成物の硬化膜で記載するのと同様の、引張弾性率、線熱膨張係数を有するものであってよい。ポリイミド樹脂単独の硬化膜は、後述の樹脂組成物の硬化膜と同様に製造することができる。また、ポリイミド樹脂単独の硬化膜の引張弾性率、線熱膨張係数は、後述の樹脂組成物の硬化膜の引張弾性率、線熱膨張係数と同様に測定することができる。 The polyimide resin of the present invention may have a tensile modulus and linear thermal expansion coefficient of a cured film similar to those described for the cured film of the resin composition described below. A cured film of the polyimide resin alone can be produced in the same manner as the cured film of the resin composition described below. The tensile modulus and linear thermal expansion coefficient of a cured film of the polyimide resin alone can be measured in the same manner as the tensile modulus and linear thermal expansion coefficient of a cured film of the resin composition described below.

2.有機溶剤
本発明の樹脂組成物に含まれる有機溶剤は、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤である。本発明の樹脂組成物に含まれる有機溶剤は、前記ポリイミド樹脂を溶解可能であり、組成物中の各成分とは反応せず、これらを溶解もしくは分散可能な有機溶剤であれば特に制限はなく、例えば非プロトン性極性溶剤等を用い得る。
本発明の樹脂組成物に含まれる有機溶剤は、前記ポリイミド樹脂の溶解度が25℃で5g/100g以上である、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤の中から適宜選択して用いてよい。
なお、有機溶剤の20℃における飽和蒸気圧は、化学工学便覧 改訂6版(化学工学会 編)などの文献情報や、Donovan法(New method for estimating vapor pressure by the use of gas chromatography : Journal of Chromatography A. 749 (1996) 123-129)に準じた昇温ガスクロマトグラフィによる測定などにより確認することができる。
2. Organic Solvent The organic solvent contained in the resin composition of the present invention is an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20° C. The organic solvent contained in the resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it is capable of dissolving the polyimide resin, does not react with each component in the composition, and is capable of dissolving or dispersing these components, and for example, an aprotic polar solvent or the like can be used.
The organic solvent contained in the resin composition of the present invention may be appropriately selected from organic solvents in which the solubility of the polyimide resin is 5 g/100 g or more at 25° C. and the saturated vapor pressure at 20° C. is 0.5 kPa or less.
The saturated vapor pressure of an organic solvent at 20° C. can be confirmed by literature information such as Chemical Engineering Handbook, 6th Revised Edition (edited by the Society of Chemical Engineers) or by measurement using temperature-programmed gas chromatography in accordance with the Donovan method (New method for estimating vapor pressure by the use of gas chromatography: Journal of Chromatography A. 749 (1996) 123-129).

20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤としては、例えば、N,N-ジメチルアセトアミド、N―メチルピロリドン、酢酸ベンジル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル及びイソホロンなどが挙げられ、これらを2種類以上混合して用いてもよい。
本発明の樹脂組成物に含まれる20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤としては、凹凸埋込性が良好になる点から、N,N-ジメチルアセトアミド、酢酸ベンジル、γ-ブチロラクトン、及びイソホロンからなる群から選択される少なくとも1種であってよい。
本発明の樹脂組成物に含まれる有機溶剤は、20℃における飽和蒸気圧が0.2kPa以下の有機溶剤であってよく、0.1kPa以下の有機溶剤であってもよい。
Examples of organic solvents having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20° C. include N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, benzyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, γ-butyrolactone, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, and isophorone, and two or more of these may be mixed and used.
The organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20° C. contained in the resin composition of the present invention may be at least one selected from the group consisting of N,N-dimethylacetamide, benzyl acetate, γ-butyrolactone, and isophorone, in terms of improving the unevenness embedding properties.
The organic solvent contained in the resin composition of the present invention may be an organic solvent having a saturated vapor pressure at 20° C. of 0.2 kPa or less, or may be an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.1 kPa or less at 20° C.

本発明の樹脂組成物において、有機溶剤の含有量は、使用目的や加工条件に応じて、例えば後述する粘度になるような範囲で適宜設定すればよく、特に限定されない。有機溶剤の含有量は、該有機溶剤を含む樹脂組成物の全量に対して、通常70質量%~95質量%が挙げられ、好ましくは75質量%~90質量%の範囲内であり、87質量%~93質量%の範囲内であってもよい。 In the resin composition of the present invention, the content of the organic solvent may be appropriately set within a range that results in the viscosity described below, for example, depending on the purpose of use and processing conditions, and is not particularly limited. The content of the organic solvent is usually 70% by mass to 95% by mass, preferably 75% by mass to 90% by mass, and may be 87% by mass to 93% by mass, based on the total amount of the resin composition including the organic solvent.

3.エポキシ化合物
本発明の樹脂組成物に用いられるエポキシ化合物としては、樹脂組成物の硬化膜の機械的特性および凹凸埋込性のバランスの点から、1分子中に2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であってよく、1分子中に3つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であってよい。
1分子中に3つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、およびテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等を用いてもよい。
3. Epoxy Compound The epoxy compound used in the resin composition of the present invention may be an epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule, or may be an epoxy compound having three or more epoxy groups in one molecule, from the viewpoint of the balance between the mechanical properties and the irregularity embedding property of the cured film of the resin composition.
Examples of epoxy compounds having three or more epoxy groups in one molecule include phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, and tetramethylbisphenol F type epoxy resins.

本発明の樹脂組成物に用いられるエポキシ化合物としては、樹脂組成物の硬化膜の機械的特性および凹凸埋込性のバランスの点、及び、無機化合物や金属に対しても密着性が向上した樹脂組成物の硬化膜を形成することができる点から、中でも、1分子中に3つ以上のエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物を含むことが好ましい。
1分子中に3つ以上のエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物は、アミン部位を有することにより、前記本発明に用いられるポリイミド樹脂と相溶性、あるいは本発明に用いられる有機溶剤への溶解性にも優れ、また加熱時の反応性や非加熱時の安定性(樹脂組成物としての貯蔵安定性)に優れており、且つ、ポリイミド樹脂の末端のアミノ基、カルボキシ基、アセトアミド基等とエポキシ基が反応し得るものである。
The epoxy compound used in the resin composition of the present invention preferably contains an epoxy compound having three or more epoxy groups in one molecule and having a glycidyl amine moiety, from the standpoint of the balance between the mechanical properties and the irregularity embedding ability of the cured film of the resin composition, and from the standpoint of the ability to form a cured film of the resin composition with improved adhesion to inorganic compounds and metals.
An epoxy compound having three or more epoxy groups in one molecule and having a glycidyl amine moiety has, due to the amine moiety, excellent compatibility with the polyimide resin used in the present invention or excellent solubility in the organic solvent used in the present invention, and also has excellent reactivity when heated and stability when not heated (storage stability as a resin composition), and the epoxy group can react with an amino group, a carboxy group, an acetamide group, etc. at the terminal of the polyimide resin.

1分子中に3つ以上のエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物としては、例えば、飽和または不飽和の脂肪族化合物や脂環式化合物、芳香族化合物、複素環式化合物またはこれらの組み合わせであって、2つ以上のアミノ基、または1つ以上のアミノ基と1つ以上の水酸基を有する化合物から誘導された、グリシジルアミン部位を有し、グリシジルエーテル部位を更に有していてもよいエポキシ化合物等が挙げられる。 Examples of epoxy compounds having three or more epoxy groups in one molecule and having a glycidyl amine moiety include saturated or unsaturated aliphatic compounds, alicyclic compounds, aromatic compounds, heterocyclic compounds, or combinations thereof, which are derived from compounds having two or more amino groups, or one or more amino groups and one or more hydroxyl groups, have a glycidyl amine moiety, and may further have a glycidyl ether moiety.

具体的には例えば、メタキシリレンジアミンやパラキシリレンジアミン等のキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物、パラアミノフェノールから誘導されたグリシジルアミン部位とグリシジルエーテル部位を有するエポキシ化合物、4-アミノ-3-メチルフェノールから誘導されたグリシジルアミン部位とグリシジルエーテル部位を有するエポキシ化合物等が挙げられる。 Specific examples include epoxy compounds having a glycidylamine moiety derived from xylylenediamines such as metaxylylenediamine and paraxylylenediamine, epoxy compounds having a glycidylamine moiety derived from 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, epoxy compounds having a glycidylamine moiety derived from diaminodiphenylmethane, epoxy compounds having a glycidylamine moiety and a glycidyl ether moiety derived from paraaminophenol, and epoxy compounds having a glycidylamine moiety and a glycidyl ether moiety derived from 4-amino-3-methylphenol.

より具体的には例えば、N,N,N’,N’-テトラグリシジルメタキシリレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、N,N,N’,N’-テトラグリシジル-4,4-(4-アミノフェニル)-p-ジイソピルベンゼン、1,1,2,2-(テトラグリシジルオキシフェニル)エタン、1,1,2,2-テトラビス(ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、テトラグリシジル-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、N-[2-メチル-4-(オキシラニルメトキシ)フェニル]-N-(オキシラニルメチル)オキシランメタンアミン等が挙げられる。
中でも、下記化学式(I)で表される骨格構造を分子内に含むエポキシ化合物がより好ましい。
More specific examples include N,N,N',N'-tetraglycidylmeta-xylylenediamine, N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4-(4-aminophenyl)-p-diisopropylbenzene, 1,1,2,2-(tetraglycidyloxyphenyl)ethane, 1,1,2,2-tetrabis(hydroxyphenyl)ethane tetraglycidyl ether, tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, N-[2-methyl-4-(oxiranylmethoxy)phenyl]-N-(oxiranylmethyl)oxiranemethanamine, and the like.
Among them, an epoxy compound containing a skeleton structure represented by the following chemical formula (I) in the molecule is more preferable.

Figure 2024064435000007
Figure 2024064435000007

本発明に用いられる1分子中に3つ以上のエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物としては、中でも相溶性、溶解性の点から、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物、及び4-アミノ-3-メチルフェノールから誘導されたグリシジルアミン部位とグリシジルエーテル部位を有するエポキシ化合物からなる群から選択される1種以上を含有することが好ましく、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物、及び4-アミノ-3-メチルフェノールから誘導されたグリシジルアミン部位とグリシジルエーテル部位を有するエポキシ化合物からなる群から選択される1種以上を含有することがより好ましい。 As the epoxy compound having three or more epoxy groups in one molecule and having a glycidyl amine moiety used in the present invention, from the viewpoints of compatibility and solubility, it is preferable to contain one or more selected from the group consisting of an epoxy compound having a glycidyl amine moiety derived from metaxylylenediamine, an epoxy compound having a glycidyl amine moiety derived from diaminodiphenylmethane, and an epoxy compound having a glycidyl amine moiety and a glycidyl ether moiety derived from 4-amino-3-methylphenol, and it is more preferable to contain one or more selected from the group consisting of an epoxy compound having a glycidyl amine moiety derived from metaxylylenediamine, and an epoxy compound having a glycidyl amine moiety and a glycidyl ether moiety derived from 4-amino-3-methylphenol.

本発明に用いられるエポキシ化合物は、従来公知の製造方法で製造することができ、各種アルコール類、フェノール類およびアミン類とエピハロヒドリンの反応により得られる。例えば、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物は、メタキシリレンジアミンにエピクロルヒドリンを付加させることで得られる。 The epoxy compounds used in the present invention can be produced by conventionally known production methods, and are obtained by reacting various alcohols, phenols, and amines with epihalohydrin. For example, an epoxy compound having a glycidylamine moiety derived from metaxylylenediamine can be obtained by adding epichlorohydrin to metaxylylenediamine.

本発明に用いられる1分子中に3つ以上のエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物としては、中でも相溶性、溶解性の点から、下記化学式(Ia)で表されるN,N,N’,N’-テトラグリシジルメタキシリレンジアミン、下記化学式(Ib)で表されるN,N,N’,N’-テトラグリシジル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、及び下記化学式(Ic)で表されるN-[2-メチル-4-(オキシラニルメトキシ)フェニル]-N-(オキシラニルメチル)オキシランメタンアミンからなる群から選択される1種以上であってよく、下記化学式(Ia)で表されるN,N,N’,N’-テトラグリシジルメタキシリレンジアミン及び下記化学式(Ic)で表されるN-[2-メチル-4-(オキシラニルメトキシ)フェニル]-N-(オキシラニルメチル)オキシランメタンアミンからなる群から選択される1種以上であってよく、下記化学式(Ia)で表されるN,N,N’,N’-テトラグリシジルメタキシリレンジアミンであってよい。
本発明に用いられるエポキシ化合物としては、市販品を適宜選択して用いてもよく、例えば、マクシーブM-100のポリエポキシ樹脂(三菱ガス化学製)、スミエポキシELM-434シリーズ、スミエポキシELM-100シリーズ(以上、住友化学製)等を用いることができる。
As the epoxy compound having three or more epoxy groups in one molecule and having a glycidylamine moiety used in the present invention, from the viewpoints of compatibility and solubility, N,N,N',N'-tetraglycidylmeta-xylylenediamine represented by the following chemical formula (Ia), N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-diaminodiphenylmethane represented by the following chemical formula (Ib), and N-[2-methyl-4-(oxiranylmethoxy)phenyl]-N-(oxiranylmethoxy)phenyl represented by the following chemical formula (Ic) are particularly preferred. and N-[2-methyl-4-(oxiranylmethoxy)phenyl]-N-(oxiranylmethyl)oxiranemethanamine represented by the following chemical formula (Ia):
As the epoxy compound used in the present invention, a commercially available product may be appropriately selected and used. For example, polyepoxy resin of Maxive M-100 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), Sumiepoxy ELM-434 series, Sumiepoxy ELM-100 series (all manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), etc. can be used.

Figure 2024064435000008
Figure 2024064435000008

本発明で用いられるエポキシ化合物としては、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記1分子中に3つ以上のエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物の合計含有量としては、全エポキシ化合物中に70質量%以上であってよく、90質量%以上であってよく、100質量%であってもよい。
The epoxy compounds used in the present invention may be used alone or in combination of two or more kinds.
The total content of the epoxy compounds having three or more epoxy groups in one molecule and having a glycidyl amine moiety may be 70% by mass or more, 90% by mass or more, or may be 100% by mass, based on the total amount of the epoxy compounds.

本発明で用いられるエポキシ化合物の含有量としては、所望の機械的特性等の物性および凹凸埋込性バランスにより適宜選択すればよく、特に限定されないが、前記ポリイミド樹脂100質量部に対して、例えば1質量部~30質量部であってよく、好ましくは3質量部~25質量部であってよい。 The content of the epoxy compound used in the present invention may be appropriately selected based on the desired balance between physical properties such as mechanical properties and the ability to embed unevenness, and is not particularly limited. For example, the content may be 1 to 30 parts by mass, and preferably 3 to 25 parts by mass, per 100 parts by mass of the polyimide resin.

4.その他の成分
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果が損なわれない限り、上記成分以外にも、更にその他の成分を含有していてもよい。
その他の成分としては、例えば、感光性成分、架橋剤、酸化防止剤、界面活性剤、レベリング剤、無機又は有機微粒子、防錆剤等が挙げられる。これらのその他の成分は公知のものを適宜選択して用いることができる。なお、これらのその他の成分は各々含有していなくてもよい。
また、更に密着性を向上する点からシランカップリング剤を含有してもよい。シランカップリング剤としては、公知のシランカップリング剤を適宜選択して用いることができる。
4. Other Components The resin composition of the present invention may further contain other components in addition to the above-mentioned components, so long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of other components include photosensitive components, crosslinking agents, antioxidants, surfactants, leveling agents, inorganic or organic fine particles, and rust inhibitors. These other components can be appropriately selected from known components. Note that each of these other components may not be contained.
In order to further improve adhesion, a silane coupling agent may be contained. As the silane coupling agent, a known silane coupling agent can be appropriately selected and used.

本発明の樹脂組成物に用いられるシランカップリング剤としては、更に密着性を向上する点から、下記一般式(A)で表される化合物であってよい。 The silane coupling agent used in the resin composition of the present invention may be a compound represented by the following general formula (A) in order to further improve adhesion.

Figure 2024064435000009
(式(A)中、Rは、グリシジル基、(メタ)アクリロイル基、酸無水物基、ヒドロキシ基、トリアジン基、及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種を含む1価の基を表し、R及びRはそれぞれ独立に、炭素数1~5のアルキル基であり、nは1~10の整数であり、mは1~3の整数である。)
Figure 2024064435000009
(In formula (A), R a represents a monovalent group containing at least one selected from the group consisting of a glycidyl group, a (meth)acryloyl group, an acid anhydride group, a hydroxy group, a triazine group, and an amino group; R b and R c each independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; n represents an integer of 1 to 10; and m represents an integer of 1 to 3.)

及びRはそれぞれ独立に、炭素数1~3のアルキル基でよく、メチル基又はエチル基であってよい。
nは1~5であってよい。
R b and R c may each independently be an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and may be a methyl group or an ethyl group.
n may be 1-5.

下記一般式(A)で表される化合物としては、例えば、ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシメチルトリエトキシシラン、2-ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2-ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3-ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、4-ヒドロキシブチルトリメトキシシラン、4-ヒドロキシブチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、2-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、2-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、4-グリシドキシブチルトリメトキシシラン、4-グリシドキシブチルトリエトキシシラン、ビス(2-ヒドロキシメチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(2-ヒドロキシメチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス(2-グリシドキシメチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス(2-ヒドロキシメチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ウレイドメチルトリメトキシシラン、ウレイドメチルトリエトキシシラン、2-ウレイドエチルトリメトキシシラン、2-ウレイドエチルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、4-ウレイドブチルトリメトキシシラン、4-ウレイドブチルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、及び下記式(a-1)で表される化合物等が挙げられる。下記式(a-1)で表される化合物としては、特開昭62-100462号公報を参照して調製することができる。 Examples of compounds represented by the following general formula (A) include hydroxymethyltrimethoxysilane, hydroxymethyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-hydroxypropyltriethoxysilane, 4-hydroxybutyltrimethoxysilane, 4-hydroxybutyltriethoxysilane, glycidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, 2-glycidoxyethyltrimethoxysilane, 2-glycidoxyethyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 4-glycidoxybutyltrimethoxysilane, 4-glycidoxybutyltriethoxysilane, bis(2-hydroxymethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, bis(2 2-(hydroxymethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, bis(2-glycidoxymethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, bis(2-hydroxymethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, ureidomethyltrimethoxysilane, ureidomethyltriethoxysilane, 2-ureidoethyltrimethoxysilane, 2-ureidoethyltriethoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 4-ureidobutyltrimethoxysilane, 4-ureidobutyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropylsuccinic anhydride, 3-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-(meth)acryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, and the compound represented by the following formula (a-1). The compound represented by the following formula (a-1) can be prepared by referring to JP-A-62-100462.

Figure 2024064435000010
(式(a-1)中、Rは、-CHCH-S-、又は、-CHCH-NH-を表し、R及びRはそれぞれ独立に、炭素数1~5のアルキル基であり、nは1~10の整数であり、mは1~3の整数である。)
Figure 2024064435000010
(In formula (a-1), R d represents —CH 2 CH 2 —S— or —CH 2 CH 2 —NH—, R b and R c each independently represent an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, n represents an integer of 1 to 10, and m represents an integer of 1 to 3.)

本発明の樹脂組成物に用いられるシランカップリング剤としては、前記一般式(A)で表される化合物において、Rは、グリシジル基、トリアジン基、及びアミノ基からなる群から選択される少なくとも1種を含む1価の基を表すものであってよく、グリシジル基、及びトリアジン基からなる群から選択される少なくとも1種を含む1価の基を表すものであってよく、前記式(a-1)で表される化合物であってよい。 As the silane coupling agent used in the resin composition of the present invention, in the compound represented by the general formula (A), R a may represent a monovalent group containing at least one selected from the group consisting of a glycidyl group, a triazine group, and an amino group, or may represent a monovalent group containing at least one selected from the group consisting of a glycidyl group and a triazine group, and may be a compound represented by the formula (a-1).

前記シランカップリング剤としては、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記シランカップリング剤の含有量としては、所望の密着性及び所望の物性のバランスにより適宜選択すればよく、特に限定されないが、前記ポリイミド樹脂100質量部に対して、例えば0.1質量部~10質量部であってよく、好ましくは0.5質量部~5質量部であってよい。
The silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
The content of the silane coupling agent may be appropriately selected depending on the balance between the desired adhesion and the desired physical properties, and is not particularly limited. For example, the content may be 0.1 parts by mass to 10 parts by mass, and preferably 0.5 parts by mass to 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyimide resin.

本発明の樹脂組成物は、前記有機溶剤に、前記ポリイミド樹脂及び前記エポキシ化合物を溶解させ、更に必要に応じてその他の成分を溶解乃至分散させることにより、調製することができる。
樹脂組成物中のポリイミド樹脂の含有割合は、用途等に合わせて適宜選択されれば良く、特に限定されない。
後述する本発明の樹脂組成物の硬化膜に用いられる樹脂組成物は、ポリイミド樹脂の含有割合が樹脂組成物の全量に対して、5質量%以上であってよく、10質量%以上であってよく、30質量%以下であってよく、25質量%以下であってよい。
The resin composition of the present invention can be prepared by dissolving the polyimide resin and the epoxy compound in the organic solvent, and further dissolving or dispersing other components as required.
The content of the polyimide resin in the resin composition may be appropriately selected depending on the application, etc., and is not particularly limited.
The resin composition used for the cured film of the resin composition of the present invention described later may have a polyimide resin content of 5 mass % or more, 10 mass % or more, 30 mass % or less, or 25 mass % or less, relative to the total amount of the resin composition.

本発明の樹脂組成物の粘度は、用途等に合わせて適宜選択されれば良く、特に限定されない。
本発明の樹脂組成物は、膜厚を厚くでき、且つ、凹凸埋込性に優れる点から、前記有機溶剤以外の固形分を7~13質量%としたときに、25℃で粘度が3,000mPa・s以上となるものであってよく、4,000mPa・s以上となるものであってよく、一方で7,000mPa・s以下となるものであってよく、6,000mPa・s以下となるものであってよい。
ここで樹脂組成物の粘度は、JIS K7117-1に記載の方法で、単一円筒型回転粘度計(例えば、東機産業株式会社製、TVB-10形粘度計)を用いて、25℃において測定することができる。
The viscosity of the resin composition of the present invention may be appropriately selected depending on the application, etc., and is not particularly limited.
The resin composition of the present invention may have a viscosity of 3,000 mPa·s or more, or 4,000 mPa·s or more, or may have a viscosity of 7,000 mPa·s or less, or 6,000 mPa·s or less, at 25° C. when the solid content other than the organic solvent is 7 to 13 mass %, from the viewpoints of being capable of increasing the film thickness and of being excellent in embedding properties of the unevenness.
The viscosity of the resin composition can be measured at 25° C. by the method described in JIS K7117-1 using a single cylinder type rotational viscometer (for example, TVB-10 type viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

II.樹脂組成物の硬化膜
本発明は、前記本発明の樹脂組成物を硬化した、硬化膜を提供する。
本発明に係る樹脂組成物の硬化膜は、前記ポリイミド樹脂、エポキシ化合物、その他の成分の固形分、及びそれらの反応生成物を含有するものである。
II. Cured Film of Resin Composition The present invention provides a cured film obtained by curing the resin composition of the present invention.
The cured film of the resin composition according to the present invention contains the polyimide resin, the epoxy compound, solid contents of other components, and reaction products thereof.

本発明の樹脂組成物の硬化膜は、25℃における引張弾性率が、4.5GPa以上であり、4.6GPa以上であってよく、5.0GPa以上であってもよい。このように、25℃(室温)での引張弾性率が高いと、垂直に複数の半導体パッケージを集積するタイプの新しい半導体パッケージ等で利用する際のパッケージの物理的な安定性の点で有利である。一方で、前記引張弾性率は、脆性破壊の懸念の点から、10.0GPa以下であっても良い。
前記引張試験は、JIS K7127に準拠し、引張り試験機(例えば島津製作所製:オートグラフAG-X 1N、ロードセル:SBL-1KN)を用い、幅10mm×長さ150mmの試験片を樹脂組成物の硬化膜から切り出して、25℃で、延伸速度50mm/分、つかみ具間距離は100mmとして実施することができる。応力-歪曲線の初期の勾配から引張弾性率を求めることができる。前記引張試験を実施する際の樹脂組成物の硬化膜は厚みが40μm±5μmであってよい。
The cured film of the resin composition of the present invention has a tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more at 25 ° C., may be 4.6 GPa or more, or may be 5.0 GPa or more. In this way, a high tensile modulus at 25 ° C. (room temperature) is advantageous in terms of physical stability of the package when used in a new semiconductor package of a type in which multiple semiconductor packages are vertically integrated. On the other hand, the tensile modulus may be 10.0 GPa or less from the viewpoint of concerns about brittle fracture.
The tensile test can be performed in accordance with JIS K7127 using a tensile tester (e.g., Shimadzu Corporation: Autograph AG-X 1N, load cell: SBL-1KN) by cutting a test piece of 10 mm width x 150 mm length from the cured film of the resin composition, at 25°C, at a stretching speed of 50 mm/min, and with a gripper distance of 100 mm. The tensile modulus can be determined from the initial gradient of the stress-strain curve. The cured film of the resin composition when performing the tensile test may have a thickness of 40 μm ± 5 μm.

本発明の樹脂組成物の硬化膜は、半導体パッケージング材料等に使用する際の寸法安定性などの点から、線熱膨張係数は、40ppm以下であってよく、36ppm以下であってよい。ここで本発明における線熱膨張係数は、熱機械分析装置(例えば熱機械分析装置(TMA-60)、島津製作所製)によって、荷重を9gとして、昇温速度を10℃/分で30℃~400℃まで昇温させたときのTMA曲線から計算することができる。線熱膨張係数は100~150℃の間の平均値として求める。 The linear thermal expansion coefficient of the cured film of the resin composition of the present invention may be 40 ppm or less, or 36 ppm or less, from the viewpoint of dimensional stability when used as a semiconductor packaging material, etc. Here, the linear thermal expansion coefficient in the present invention can be calculated from a TMA curve obtained by heating the film from 30°C to 400°C at a heating rate of 10°C/min with a load of 9 g using a thermomechanical analyzer (for example, a thermomechanical analyzer (TMA-60), manufactured by Shimadzu Corporation). The linear thermal expansion coefficient is calculated as the average value between 100 and 150°C.

本発明の樹脂組成物の硬化膜の厚さは、用途により適宜選択されれば良く、特に限定されないが、1μm以上であればよく、20μm以上であってよく、30μm以上であってよく、35μm以上であってよい。一方、100μm以下であってよく、70μm以下であってよく、55μm以下であってよい。 The thickness of the cured film of the resin composition of the present invention may be appropriately selected depending on the application, and is not particularly limited, but may be 1 μm or more, 20 μm or more, 30 μm or more, or 35 μm or more. On the other hand, it may be 100 μm or less, 70 μm or less, or 55 μm or less.

また、本発明の樹脂組成物の硬化膜には、例えば、けん化処理、グロー放電処理、コロナ放電処理、紫外線処理、火炎処理等の表面処理が施されていてもよい。 The cured film of the resin composition of the present invention may also be subjected to a surface treatment such as saponification treatment, glow discharge treatment, corona discharge treatment, ultraviolet treatment, or flame treatment.

[樹脂組成物の硬化膜の製造方法]
本発明の樹脂組成物の硬化膜を製造する方法は、前記本発明の樹脂組成物の硬化膜を製造できる方法であれば特に制限はない。
本発明の樹脂組成物の硬化膜を製造する方法としては、
前記樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥することにより塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加熱することにより、硬化膜を形成する工程を有する、樹脂組成物の硬化膜の製造方法が挙げられる。
[Method for producing a cured film of a resin composition]
The method for producing a cured film of the resin composition of the present invention is not particularly limited as long as it is a method that can produce a cured film of the resin composition of the present invention.
The method for producing a cured film of the resin composition of the present invention includes the following steps:
A step of applying the resin composition onto a substrate and drying it to form a coating film;
The method for producing a cured film of a resin composition includes a step of heating the coating film to form a cured film.

前記塗膜を形成する工程において、用いられる基板としては、特に制限はない。例えば基板としては、ガラス基板、Si基板(シリコンウエハ)等の半導体基板、TiO基板、SiO基板等の金属酸化物絶縁体基板、窒化ケイ素基板、銅基板、銅合金基板、及びこれらにポリイミドフィルム等の樹脂フィルムが積層された複合基板、これらの基板上に配線等の構成を有する凹凸基板等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、凹凸埋込性に優れるため、前記基板上に配線等の構成を有する凹凸基板等、表面に凹凸を有する基板に対して好適に用いることができる。
また、本発明の樹脂組成物は、ポリイミド前駆体ではなく、閉環したポリイミドを含むため、低温で硬化可能である。そのため、耐熱性が低いモールド樹脂やICチップを備えた基板上にも樹脂組成物の硬化膜を好適に製造することができる。
In the step of forming the coating film, the substrate to be used is not particularly limited.For example, the substrate may be a glass substrate, a semiconductor substrate such as a Si substrate (silicon wafer), a metal oxide insulator substrate such as a TiO2 substrate or a SiO2 substrate, a silicon nitride substrate, a copper substrate, a copper alloy substrate, a composite substrate formed by laminating a resin film such as a polyimide film on these substrates, or a concave-convex substrate having a structure such as wiring on these substrates.
The resin composition of the present invention has excellent irregularity-filling properties and can therefore be suitably used for substrates having irregularities on the surface, such as an irregular substrate having wiring or other structures thereon.
In addition, since the resin composition of the present invention contains a ring-closed polyimide instead of a polyimide precursor, it can be cured at a low temperature, and therefore a cured film of the resin composition can be suitably produced even on a mold resin having low heat resistance or a substrate equipped with an IC chip.

前記塗布手段は目的とする膜厚で塗布可能な方法であれば特に制限はなく、例えばスピンコータ、ダイコータ、コンマコータ、ロールコータ、グラビアコータ、カーテンコータ、スプレーコータ、リップコータ等の公知のものを用いることができる。 The coating means is not particularly limited as long as it is a method that can coat the film at the desired thickness, and known methods such as a spin coater, die coater, comma coater, roll coater, gravure coater, curtain coater, spray coater, and lip coater can be used.

樹脂組成物を基板に塗布した後は、乾燥することにより塗膜を形成する。乾燥温度としては、150℃未満の温度、好ましくは30℃以上140℃以下が挙げられる。 After the resin composition is applied to the substrate, it is dried to form a coating film. The drying temperature is less than 150°C, preferably 30°C or higher and 140°C or lower.

乾燥時間は、樹脂組成物の塗膜の膜厚や、溶剤の種類、乾燥温度等に応じて適宜調整されれば良いが、通常5分~60分、好ましくは10分~40分であってよい。上限値を超える場合には、樹脂組成物の硬化膜の作製効率の面から好ましくない。一方、下限値を下回る場合には、溶剤の乾燥が不十分になり、塗膜に溶媒が多く残存するため、続く硬化膜の形成工程での加熱時に残存している溶媒が急激に揮発することで、得られる樹脂組成物の硬化膜の外観等に影響を与える恐れがある。 The drying time may be adjusted as appropriate depending on the thickness of the resin composition coating, the type of solvent, the drying temperature, etc., but is usually 5 to 60 minutes, preferably 10 to 40 minutes. If the upper limit is exceeded, this is not preferable in terms of the efficiency of producing a cured film of the resin composition. On the other hand, if the drying time is below the lower limit, the solvent will not be dried sufficiently and a large amount of solvent will remain in the coating, and the remaining solvent will rapidly volatilize during heating in the subsequent cured film formation process, which may affect the appearance of the cured film of the resulting resin composition.

溶剤の乾燥方法は、上記温度で溶剤の乾燥が可能であれば特に制限はなく、例えばオーブンや、乾燥炉、ホットプレート、赤外線加熱等を用いることが可能である。
溶剤の乾燥時の雰囲気は、大気下であっても、不活性ガス雰囲気下であってもよい。
The method for drying the solvent is not particularly limited as long as it is possible to dry the solvent at the above-mentioned temperature. For example, an oven, a drying furnace, a hot plate, infrared heating, or the like can be used.
The atmosphere during drying of the solvent may be either air or an inert gas atmosphere.

前記塗膜を加熱することにより、硬化膜を形成する。
前記塗膜を加熱する温度は、硬化反応の促進および封止材などの他の半導体パッケージング材料等の耐熱性の点から、150℃以上240℃以下であってよく、170℃以上235℃以下であってよく、200℃以上230℃以下であってよい。
当該硬化膜を形成する際の加熱手段は、前述の乾燥と同様の加熱手段を用いることができる。
塗膜加熱時の雰囲気は、大気下であっても、不活性ガス雰囲気下であってもよい。
The coating film is heated to form a cured film.
The temperature to which the coating film is heated may be 150° C. or higher and 240° C. or lower, 170° C. or higher and 235° C. or lower, or 200° C. or higher and 230° C. or lower, from the viewpoints of accelerating the curing reaction and of the heat resistance of other semiconductor packaging materials such as encapsulants.
The heating means used for forming the cured film may be the same as that used for drying.
The coating may be heated in air or in an inert gas atmosphere.

加熱時間は、塗膜の膜厚により適宜調整すればよいが、通常10分~2時間、好ましくは30分~1時間であってよい。 The heating time can be adjusted appropriately depending on the thickness of the coating, but is usually 10 minutes to 2 hours, preferably 30 minutes to 1 hour.

なお、樹脂組成物に感光性成分が含まれる場合には、塗膜形成後にパターン露光を行い、適宜現像することによりパターン状の塗膜を形成し、当該パターン状の塗膜を加熱することにより、パターン状の硬化膜を形成してもよい。 In addition, when the resin composition contains a photosensitive component, a patterned coating film may be formed by performing patterned exposure after forming the coating film and appropriately developing the coating film, and a patterned cured film may be formed by heating the patterned coating film.

本発明の樹脂組成物の硬化膜の用途は特に限定されるものではないが、優れた機械的強度を有し、且つ凹凸埋込性に優れることから、例えば、半導体電子部品または半導体装置における各種樹脂膜として好適に用いることができる。具体的には例えば、半導体装置のパッシベーション膜、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、高密度実装用多層配線の層間絶縁膜、有機電界発光素子の絶縁膜などの用途に好適に用いることができる。また、本発明の樹脂組成物の硬化膜は、液晶表示装置、有機EL表示装置等の画像表示装置用部材や、タッチパネル用部材、フレキシブルプリント基板、表面保護膜や基板材料等の太陽電池パネル用部材、光導波路用部材、その他半導体関連部材等に適用することもできる。 The use of the cured film of the resin composition of the present invention is not particularly limited, but since it has excellent mechanical strength and excellent unevenness embedding properties, it can be suitably used, for example, as various resin films in semiconductor electronic components or semiconductor devices. Specifically, it can be suitably used, for example, as a passivation film for semiconductor devices, a surface protection film for semiconductor elements, an interlayer insulating film, an interlayer insulating film for multilayer wiring for high-density mounting, an insulating film for organic electroluminescent elements, and the like. In addition, the cured film of the resin composition of the present invention can also be applied to components for image display devices such as liquid crystal display devices and organic EL display devices, components for touch panels, flexible printed circuit boards, components for solar cell panels such as surface protection films and substrate materials, components for optical waveguides, and other semiconductor-related components.

III.絶縁膜、保護膜、及び電子部品
本発明は、前記本発明の硬化膜を用いて作製された絶縁膜を提供する。
また、本発明は、前記本発明の硬化膜を用いて作製された保護膜を提供する。
また、本発明は、前記本発明に係る絶縁膜又は前記本発明に係る保護膜を含む、電子部品を提供する。
III. Insulating Film, Protective Film, and Electronic Component The present invention provides an insulating film produced using the cured film of the present invention.
The present invention also provides a protective film produced using the cured film of the present invention.
The present invention also provides an electronic component including the insulating film according to the present invention or the protective film according to the present invention.

絶縁膜乃至保護膜としては、絶縁膜と保護膜の機能を兼ね備えた膜であってもよく、例えば、再配線層の層間絶縁膜、パッシベーション膜、バッファーコート膜、表面保護膜等として用いることができる。 The insulating film or protective film may be a film that combines the functions of an insulating film and a protective film, and can be used, for example, as an interlayer insulating film for a redistribution layer, a passivation film, a buffer coat film, a surface protective film, etc.

上記パッシベーション膜、バッファーコート膜、層間絶縁膜、及び表面保護膜等からなる群から選択される1種以上を用いて、信頼性の高い、半導体装置、多層配線板、各種電子デバイス等の電子部品などを製造することができる。 By using one or more selected from the group consisting of the above passivation films, buffer coat films, interlayer insulating films, and surface protection films, it is possible to manufacture highly reliable electronic components such as semiconductor devices, multilayer wiring boards, and various electronic devices.

本発明の電子部品である半導体装置の製造工程の一例を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る電子部品である多層配線構造の半導体装置の製造工程図である。
図1の(A)のように、回路素子を有するSi基板等の半導体基板1は、回路素子の所定部分を除いてシリコン酸化膜等の保護膜2などで被覆され、露出した回路素子上に第1導体層3が形成される。その後、前記半導体基板1上に前記本発明の樹脂組成物を用いて、樹脂組成物の硬化膜を形成し、層間絶縁膜4が形成される。
An example of a manufacturing process for a semiconductor device, which is an electronic component of the present invention, will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device having a multi-layer wiring structure, which is an electronic component according to an embodiment of the present invention.
1A, a semiconductor substrate 1 such as a Si substrate having circuit elements is covered with a protective film 2 such as a silicon oxide film except for a predetermined portion of the circuit elements, and a first conductor layer 3 is formed on the exposed circuit elements. Then, a cured film of a resin composition is formed on the semiconductor substrate 1 using the resin composition of the present invention, and an interlayer insulating film 4 is formed.

次に、図1の(B)のように、感光樹脂層5が、層間絶縁膜4上に形成され、公知のフォトリソグラフィー技術によって所定部分の層間絶縁膜4が露出するように窓6Aが設けられる。 Next, as shown in FIG. 1B, a photosensitive resin layer 5 is formed on the interlayer insulating film 4, and a window 6A is provided by known photolithography techniques so that a predetermined portion of the interlayer insulating film 4 is exposed.

図1の(C)のように、窓6Aが露出した層間絶縁膜4は、適宜公知の方法により選択的にエッチングされ、窓6Bが設けられる。
次いで、窓6Bから露出した第1導体層3を腐食することなく、感光樹脂層5を腐食するようなエッチング溶液を用いて感光樹脂層5が除去される。
As shown in FIG. 1C, the interlayer insulating film 4 from which the window 6A is exposed is selectively etched by a suitable known method to provide a window 6B.
Next, the photosensitive resin layer 5 is removed using an etching solution that will corrode the photosensitive resin layer 5 without corroding the first conductor layer 3 exposed through the window 6B.

図1の(D)のように、さらに公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、第2導体層7を形成し、第1導体層3との電気的接続を行う。
3層以上の多層配線構造を形成する場合には、上述の工程を繰り返して行い、各層を形成することができる。
As shown in FIG. 1D, a second conductor layer 7 is formed by using a known photolithography technique, and is electrically connected to the first conductor layer 3.
When forming a multi-layer wiring structure having three or more layers, the above steps can be repeated to form each layer.

次に、図1の(E)のように、前記本発明の樹脂組成物を用いて、樹脂組成物の硬化膜を形成し、レーザー等により窓6Cを開口し、表面保護膜8を形成する。或いは、前記本発明の樹脂組成物が感光性成分を含有し感光性組成物である場合には、樹脂組成物の塗膜を形成し、パターン露光により窓6Cを開口し、硬化膜を形成して、表面保護膜8を形成してもよい。表面保護膜8は、第2導体層7を外部からの応力、α線等から保護するものであり、得られる半導体装置は信頼性に優れる。
なお、前記例において、層間絶縁膜を本発明の樹脂組成物を用いて形成してもよい。
1(E), the resin composition of the present invention is used to form a cured film of the resin composition, and windows 6C are opened by a laser or the like to form a surface protective film 8. Alternatively, when the resin composition of the present invention contains a photosensitive component and is a photosensitive composition, a coating film of the resin composition may be formed, windows 6C are opened by pattern exposure, and a cured film is formed to form the surface protective film 8. The surface protective film 8 protects the second conductor layer 7 from external stress, α-rays, and the like, and the resulting semiconductor device has excellent reliability.
In the above example, the interlayer insulating film may be formed using the resin composition of the present invention.

また、本発明の電子部品は、ICチップと、少なくとも当該ICチップを囲うモールド樹脂と、前記本発明の硬化膜を用いて作製された絶縁膜と配線を含む配線層と、を含む電子部品であってよい。
前述のように本発明の樹脂組成物は、低温硬化性及び優れた凹凸埋込性を有し、当該樹脂組成物の硬化膜は優れた機械的強度を有することから、耐熱性が低いICチップと少なくとも当該ICチップを囲うモールド樹脂と、更に配線を含む基板上に、本発明の硬化膜を作製し、ICチップと、少なくとも当該ICチップを囲うモールド樹脂と、前記本発明の硬化膜を用いて作製された絶縁膜と配線を含む配線層と、を含む電子部品を、好適に製造することができる。当該本発明の電子部品において配線層は、再配線層であってもよい。
The electronic component of the present invention may be an electronic component including an IC chip, a molding resin surrounding at least the IC chip, and a wiring layer including an insulating film and wiring produced using the cured film of the present invention.
As described above, the resin composition of the present invention has low-temperature curing properties and excellent unevenness embedding properties, and the cured film of the resin composition has excellent mechanical strength, so that the cured film of the present invention can be produced on a substrate including an IC chip having low heat resistance, at least a molded resin surrounding the IC chip, and further wiring, and an electronic component including an IC chip, at least a molded resin surrounding the IC chip, and a wiring layer including an insulating film and wiring produced using the cured film of the present invention can be suitably produced. In the electronic component of the present invention, the wiring layer may be a rewiring layer.

本発明の電子部品は、例えば、図2に示すような本発明の樹脂組成物の硬化膜からなる絶縁膜を有する半導体装置であってもよい。図2は、本発明の絶縁膜を有する半導体装置のパット部分の拡大断面図であり、ファンアウトウエハレベルパッケージ(FOWLP)とよばれる構造である。図2に示すように、金属配線12を有するICチップ11はモールド樹脂13で封止される。このモールド樹脂13とICチップ11上に渡り、本発明の樹脂組成物の硬化膜として絶縁膜14が形成され、更に、金属配線15、金属配線16が形成される。さらに、絶縁膜14と金属配線15及び16の上に、更に本発明の樹脂組成物の硬化膜として形成された絶縁膜17の開口部にバリアメタル18とハンダバンプ20が形成される。 The electronic component of the present invention may be, for example, a semiconductor device having an insulating film made of a cured film of the resin composition of the present invention as shown in FIG. 2. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a pad portion of a semiconductor device having an insulating film of the present invention, and has a structure called a fan-out wafer level package (FOWLP). As shown in FIG. 2, an IC chip 11 having metal wiring 12 is sealed with a molded resin 13. An insulating film 14 is formed as a cured film of the resin composition of the present invention over the molded resin 13 and the IC chip 11, and further, metal wiring 15 and metal wiring 16 are formed. Furthermore, a barrier metal 18 and a solder bump 20 are formed in an opening of an insulating film 17 formed as a cured film of the resin composition of the present invention on the insulating film 14 and the metal wirings 15 and 16.

前記IC(Integrated Circuit:集積回路)チップとしては、特に限定されず、公知のICチップを適宜選択して用いることができる。 The IC (Integrated Circuit) chip is not particularly limited, and any known IC chip can be appropriately selected and used.

本発明の樹脂組成物は、低温硬化性であることから、前記モールド樹脂は、比較的耐熱性が低いモールド樹脂を用いることが可能であり、例えば、エポキシ樹脂組成物の硬化物であってよい。
モールド樹脂として用いられるエポキシ樹脂組成物は、エポキシ化合物を含む樹脂組成物であって、従来モールド樹脂に用いられているエポキシ樹脂系材料を適宜選択して用いることができる。
Since the resin composition of the present invention is curable at low temperature, it is possible to use a molding resin having a relatively low heat resistance as the molding resin, and the molding resin may be, for example, a cured product of an epoxy resin composition.
The epoxy resin composition used as the molding resin is a resin composition containing an epoxy compound, and an appropriate epoxy resin material that has been used in conventional molding resins can be selected and used.

[評価方法]
以下、特に断りがない場合は、25℃で測定又は評価を行った。また、室温とは25℃である。
フィルムの試験片は、フィルムの中央部付近から切り出した。
[Evaluation method]
Unless otherwise specified, measurements or evaluations were performed at 25° C. In addition, room temperature refers to 25° C.
The film specimens were cut near the center of the film.

<ポリイミド樹脂のイミド化率の確認(H NMR)>
ポリイミド樹脂約10mgを、テトラメチルシラン(TMS)を0.03vol%添加した重水素化ジメチルスルホキシド0.75mLに溶解し、フーリエ変換核磁気共鳴装置(ブルカー製、AVANCE400)を用い、H核について積算回数256回の条件で測定を行った。化学シフトはTMSを基準(0ppm)とし、ポリアミド酸のカルボキシプロトン由来のシグナル(13ppm付近)およびアミドプロトン由来のシグナル(11ppm付近)を確認した。
<Confirmation of imidization rate of polyimide resin ( 1 H NMR)>
Approximately 10 mg of polyimide resin was dissolved in 0.75 mL of deuterated dimethyl sulfoxide containing 0.03 vol% tetramethylsilane (TMS), and a Fourier transform nuclear magnetic resonance apparatus (AVANCE400, manufactured by Bruker) was used to perform measurement under the condition of 256 accumulations for 1 H nuclei. The chemical shifts were based on TMS (0 ppm), and signals derived from carboxy protons of polyamic acid (near 13 ppm) and amide protons (near 11 ppm) were confirmed.

<ポリイミド樹脂の重量平均分子量>
ポリイミド樹脂を、0.5質量%の濃度のN-メチルピロリドン(NMP)溶液とし、その溶液をシリンジフィルター(孔径:0.45μm)に通じて濾過させ、展開溶媒として、10mmol%LiBr-NMP溶液を用い、GPC装置(東ソー製、HLC-8120、検出器:示差屈折率(RID)検出器、使用カラム:SHODEX製GPC LF-804)を用い、サンプル打ち込み量50μL、溶媒流量0.4mL/分、カラム温度37℃、検出器温度37℃の条件で測定を行った。ポリイミド樹脂の重量平均分子量は、サンプルと同濃度のポリスチレン標準サンプル(重量平均分子量:364,700、204,000、103,500、44,360,27,500、13,030、6,300、3,070)を基準に測定した標準ポリスチレンに対する換算値とした。溶出時間を検量線と比較し、重量平均分子量を求めた。
<Weight average molecular weight of polyimide resin>
The polyimide resin was dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) at a concentration of 0.5% by mass, and the solution was filtered through a syringe filter (pore size: 0.45 μm). As a developing solvent, a 10 mmol% LiBr-NMP solution was used, and a GPC apparatus (Tosoh HLC-8120, detector: refractive index differential (RID) detector, column used: SHODEX GPC LF-804) was used, and the sample was injected at a volume of 50 μL, a solvent flow rate of 0.4 mL/min, a column temperature of 37 ° C., and a detector temperature of 37 ° C. The weight average molecular weight of the polyimide resin was measured based on a polystyrene standard sample (weight average molecular weight: 364,700, 204,000, 103,500, 44,360,27,500, 13,030, 6,300, 3,070) of the same concentration as the sample. The converted value was determined based on standard polystyrene. The elution time was compared with a calibration curve to determine the weight average molecular weight.

<樹脂組成物の粘度測定>
樹脂組成物の粘度は、JIS K7117-2に記載の方法で、0.8mLの樹脂組成物を用いてE型粘度計(例えば、東機産業株式会社製、TVE-22HT)により、25℃において測定した。
<Measurement of Viscosity of Resin Composition>
The viscosity of the resin composition was measured at 25° C. using 0.8 mL of the resin composition with an E-type viscometer (for example, TVE-22HT, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) according to the method described in JIS K7117-2.

<硬化膜の作製>
樹脂組成物を、ガラス基板(日本電気硝子製のOA-11(無アルカリガラス基板))にポリイミドフィルム(UBE株式会社製、ユーピレックス(登録商標)125S、[5,5’-ビイソベンゾフラン]-1,1’,3,3’-テトラオン・1,4-フェニレンジアミン重縮合物)を貼り付けた基板上にスピンコートする。スピンコートの条件は最終的に得られる樹脂組成物の硬化膜の膜厚が40μm±5μmになるように調整した。樹脂組成物をスピンコート後、基板ごとホットプレート上で40℃で8分加熱後、80℃で8分加熱後、130℃で8分加熱して溶媒を乾燥した。乾燥後、基板ごとオーブンに投入し、大気下で200℃で1時間加熱して、25℃まで放冷後、基板から樹脂組成物の硬化膜を剥離することにより、硬化膜を作製した。
ポリイミド樹脂単独の硬化膜(PI硬化膜)は、前記樹脂組成物の替わりに、ポリイミド樹脂の7~13質量%の濃度のγ-ブチロラクトン溶液を用いて、前記と同様にして作製した。
<Preparation of cured film>
The resin composition was spin-coated on a glass substrate (OA-11 (alkali-free glass substrate) manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) on which a polyimide film (UPILEX (registered trademark) 125S manufactured by UBE Corporation, [5,5'-biisobenzofuran]-1,1',3,3'-tetraone-1,4-phenylenediamine polycondensate) was attached. The spin-coating conditions were adjusted so that the thickness of the cured film of the resin composition finally obtained was 40 μm ± 5 μm. After spin-coating the resin composition, the substrate was heated on a hot plate at 40°C for 8 minutes, then at 80°C for 8 minutes, and then at 130°C for 8 minutes to dry the solvent. After drying, the substrate was placed in an oven and heated in the atmosphere at 200°C for 1 hour, allowed to cool to 25°C, and the cured film of the resin composition was peeled off from the substrate to prepare a cured film.
A cured film of polyimide resin alone (PI cured film) was prepared in the same manner as above, using a γ-butyrolactone solution of polyimide resin with a concentration of 7 to 13% by mass instead of the resin composition.

<硬化膜の膜厚測定法>
100mm×100mmの大きさに切り出した樹脂組成物の硬化膜の試験片の四隅と中央の計5点の膜厚を、デジタルリニアゲージ(株式会社尾崎製作所製、型式PDN12 デジタルゲージ)を用いて測定し、測定値の平均を樹脂組成物の硬化膜の膜厚とした。
<Method for measuring thickness of cured film>
The film thickness of a test piece of the cured film of the resin composition cut into a size of 100 mm x 100 mm was measured at a total of five points, namely, the four corners and the center, using a digital linear gauge (manufactured by Ozaki Seisakusho Co., Ltd., model PDN12 digital gauge), and the average of the measured values was regarded as the film thickness of the cured film of the resin composition.

<硬化膜の機械的特性評価(引張試験):引張弾性率>
引張試験は、JIS K7127に準拠し、幅10mm×長さ150mmの大きさに切り出した樹脂組成物の硬化膜またはポリイミド硬化膜の試験片を用いて、引張り試験機(例えば島津製作所製:オートグラフAG-X 1N、ロードセル:SBL-1KN)により、25℃で、延伸速度50mm/分、つかみ具間距離は100mmとして実施した。
引張弾性率は、応力-歪曲線の初期の勾配から求めた。
<Evaluation of mechanical properties of cured film (tensile test): Tensile modulus>
The tensile test was carried out in accordance with JIS K7127 using test pieces of the cured film of the resin composition or the cured polyimide film cut to a size of 10 mm wide x 150 mm long, with a tensile tester (e.g., Shimadzu Corporation: Autograph AG-X 1N, load cell: SBL-1KN) at 25°C, a stretching speed of 50 mm/min, and a gripping distance of 100 mm.
The tensile modulus was determined from the initial slope of the stress-strain curve.

<硬化膜の熱特性評価:線熱膨張係数(CTE)>
5mm×10mmの大きさに切り出した樹脂組成物の硬化膜の試験片を用いて、熱機械分析装置(TMA-60、島津製作所製)により、荷重を9gとして10℃/分で30℃~400℃まで昇温させたときのTMA曲線を求めた。
線熱膨張係数は、100~150℃の間の平均値として求めた。
<Evaluation of Thermal Properties of Cured Film: Coefficient of Linear Thermal Expansion (CTE)>
A test piece of the cured film of the resin composition cut into a size of 5 mm x 10 mm was used to obtain a TMA curve with a thermomechanical analyzer (TMA-60, manufactured by Shimadzu Corporation) when the temperature was raised from 30°C to 400°C at a rate of 10°C/min under a load of 9 g.
The linear thermal expansion coefficient was determined as the average value between 100 and 150°C.

<凹凸埋込性評価>
厚さ約700μmの8インチシリコンウェハに窒化ケイ素膜を厚さ100nmで製膜したものの上に、銅配線のテストパターンが描かれているテスト基板(株式会社新菱製φ8inc 絶縁樹脂テスト基板を使用。銅配線高さ:約20μm、銅配線幅:約15μm、配線間隔:約110μm)を40mm×40mm四方に切り出し、この凹凸基板上に、最終的に得られる樹脂組成物の硬化膜の膜厚が銅配線が存在しない部分(凹部)で40μm±5μmになるように樹脂組成物をスピンコートした。樹脂組成物をスピンコート後、基板ごとホットプレート上で40℃で8分加熱後、80℃で8分加熱後、130℃で8分加熱して溶媒を乾燥した。乾燥後、基板ごとオーブンに投入し、大気下で200℃で1時間加熱して、25℃まで放冷し、凹凸埋込性評価基板を作製した。
凹凸埋込性評価基板の銅配線部分についてFIB加工によって断面を形成し、当該断面をSEM(Thermo Scientific社製 Helios G4 PFIB)により観察することで、銅配線(凸部)の両脇の凹部の基板界面付近まで隙間なく硬化膜が埋め込まれているかを確認し、凹凸埋込性を評価した。
(評価基準)
〇:凹部において基板界面まで隙間なく硬化膜が埋め込まれている。
×:凹部において基板界面まで隙間なく硬化膜が埋め込まれていない。
<Evaluation of unevenness filling ability>
A test substrate (φ8inc insulating resin test substrate manufactured by Shinryo Corporation was used. Copper wiring height: about 20 μm, copper wiring width: about 15 μm, wiring interval: about 110 μm) on which a test pattern of copper wiring was drawn was cut into a 40 mm × 40 mm square on an 8-inch silicon wafer having a thickness of about 700 μm, and the resin composition was spin-coated on this uneven substrate so that the thickness of the cured film of the resin composition finally obtained was 40 μm ± 5 μm in the part (recess) where no copper wiring was present. After spin-coating the resin composition, the substrate was heated on a hot plate at 40 ° C. for 8 minutes, then heated at 80 ° C. for 8 minutes, and then heated at 130 ° C. for 8 minutes to dry the solvent. After drying, the substrate was placed in an oven, heated at 200 ° C. in the atmosphere for 1 hour, and allowed to cool to 25 ° C. to prepare an unevenness embedding evaluation substrate.
A cross section was formed by FIB processing for the copper wiring portion of the substrate for evaluating unevenness embeddability, and the cross section was observed with an SEM (Helios G4 PFIB manufactured by Thermo Scientific Corp.) to confirm whether the cured film was embedded without gaps in the concave portions on both sides of the copper wiring (convex portions) up to the vicinity of the substrate interface, thereby evaluating unevenness embeddability.
(Evaluation criteria)
◯: The cured film is embedded in the recessed portion up to the substrate interface with no gaps.
×: The cured film is not embedded in the recessed portion all the way to the substrate interface without leaving any gaps.

(実施例1)
(1)ポリイミド樹脂の合成及び評価
窒素雰囲気下で、500mLのセパラブルフラスコに、脱水されたN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)(300g)、及び、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB、セイカ株式会社製)(15.00g、46.9mmol)、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(DABPAF、セイカ株式会社製)(7.35g、20.1mmol)を入れ、室温で撹拌してTFMB、DABPAFを溶解した。上記の溶液に前記化学式(1-1)で表されるTMPBP-TME(本州化学工業株式会社製)(23.19g、37.5mmol)、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)(3.02g、9.4mmol)、ピロメリット酸無水物(PMDA)(4.38g、20.1mmol)を、数回に分けて投入後、室温で15時間撹拌し、ポリイミド前駆体(ポリアミド酸)が溶解したポリイミド前駆体溶液(固形分約15質量%)を得た。
得られたポリイミド前駆体溶液に無水酢酸20.50gとピリジン0.79gの混合溶液を室温でゆっくり滴下し、滴下終了後、更に15時間撹拌してポリイミド溶液(固形分約15質量%)を得た。
得られたポリイミド溶液を酢酸エチルで固形分濃度約5質量%に希釈後、激しく撹拌しながら大量のイソプロピルアルコールを加えて、ポリイミド樹脂を沈澱させた。得られた沈殿物を濾過、イソプロピルアルコールでケーキ洗浄後、真空乾燥機を用いて110℃で8時間乾燥し、ポリイミド樹脂を得た。
得られたポリイミド樹脂1についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
得られたポリイミド樹脂1について、前記方法により重量平均分子量測定を行った。
Example 1
(1) Synthesis and Evaluation of Polyimide Resin Under a nitrogen atmosphere, dehydrated N,N-dimethylacetamide (DMAc) (300 g), 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB, manufactured by Seika Corporation) (15.00 g, 46.9 mmol), and 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane (DABPAF, manufactured by Seika Corporation) (7.35 g, 20.1 mmol) were placed in a 500 mL separable flask and stirred at room temperature to dissolve TFMB and DABPAF. To the above solution, TMPBP-TME (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) (23.19 g, 37.5 mmol) represented by the above chemical formula (1-1), 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) (3.02 g, 9.4 mmol), and pyromellitic anhydride (PMDA) (4.38 g, 20.1 mmol) were added in several portions, and the mixture was stirred at room temperature for 15 hours to obtain a polyimide precursor solution (solid content: approximately 15% by mass) in which the polyimide precursor (polyamic acid) was dissolved.
A mixed solution of 20.50 g of acetic anhydride and 0.79 g of pyridine was slowly added dropwise to the obtained polyimide precursor solution at room temperature, and after the dropwise addition was completed, the mixture was stirred for an additional 15 hours to obtain a polyimide solution (solid content: approximately 15% by mass).
The resulting polyimide solution was diluted with ethyl acetate to a solid content of about 5% by mass, and then a large amount of isopropyl alcohol was added with vigorous stirring to precipitate the polyimide resin. The resulting precipitate was filtered, washed with isopropyl alcohol, and then dried at 110° C. for 8 hours in a vacuum dryer to obtain a polyimide resin.
The obtained polyimide resin 1 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
The weight average molecular weight of the obtained polyimide resin 1 was measured by the above-mentioned method.

(2)樹脂組成物の調製及び評価
得られたポリイミド樹脂に溶媒(イソホロン、20℃における飽和蒸気圧が0.04kPa)を加え、室温で撹拌してポリイミド樹脂を溶解し、ポリイミド濃度が10質量%の均一溶液を調製した。この溶液に1分子中に4つのエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物(マクシーブM-100(MXV-M100)、N,N,N’,N’-テトラグリシジルメタキシリレンジアミン、三菱ガス化学製)をポリイミド樹脂100質量部に対して3質量部添加し、撹拌、混合した。この溶液を、400メッシュの金網を用いて加圧濾過して、樹脂組成物1を得た。
得られた樹脂組成物について、前記方法により粘度測定を行った。
(2) Preparation and Evaluation of Resin Composition A solvent (isophorone, saturated vapor pressure at 20°C is 0.04 kPa) was added to the obtained polyimide resin, and the polyimide resin was dissolved by stirring at room temperature to prepare a homogeneous solution with a polyimide concentration of 10% by mass. To this solution, 3 parts by mass of an epoxy compound having four epoxy groups in one molecule and having a glycidylamine moiety (Maxive M-100 (MXV-M100), N,N,N',N'-tetraglycidyl metaxylylenediamine, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company) was added per 100 parts by mass of the polyimide resin, and the mixture was stirred and mixed. This solution was pressure filtered using a 400-mesh wire screen to obtain resin composition 1.
The viscosity of the resulting resin composition was measured by the above-mentioned method.

(3)樹脂組成物の硬化膜の製造及び評価
得られた樹脂組成物を用いて、前記方法により、樹脂組成物の硬化膜を製造した。
得られた硬化膜を用いて、前記方法により引張弾性率と線熱膨張係数を測定した。
得られた樹脂組成物を用いて、前記方法により、凹凸埋込性評価基板の作製及び評価を行った。
得られた評価結果を表1に示す。
(3) Production and Evaluation of Cured Film of Resin Composition Using the obtained resin composition, a cured film of the resin composition was produced by the method described above.
The tensile modulus and linear thermal expansion coefficient of the resulting cured film were measured by the above-mentioned methods.
Using the obtained resin composition, a substrate for evaluating unevenness embeddability was produced and evaluated by the above-mentioned method.
The evaluation results obtained are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1の樹脂組成物の調製において、溶媒として、イソホロンの代わりに、γ-ブチロラクトン(20℃における飽和蒸気圧が0.06kPa)を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物2を調製した。
当該樹脂組成物2を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
Example 2
Resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the resin composition of Example 1, γ-butyrolactone (saturated vapor pressure at 20° C.: 0.06 kPa) was used as the solvent instead of isophorone.
Using the resin composition 2, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 1.

(実施例3)
実施例1の樹脂組成物の調製において、溶媒として、イソホロンの代わりに、酢酸ベンジル(20℃における飽和蒸気圧が0.19kPa)を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物3を調製した。
当該樹脂組成物3を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
Example 3
Resin composition 3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the resin composition of Example 1, benzyl acetate (saturated vapor pressure at 20° C.: 0.19 kPa) was used as the solvent instead of isophorone.
Using the resin composition 3, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 1.

(実施例4)
実施例1の樹脂組成物の調製において、溶媒として、イソホロンの代わりに、N,N-ジメチルアセトアミド(20℃における飽和蒸気圧が0.33kPa)を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物4を調製した。
当該樹脂組成物4を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
Example 4
Resin composition 4 was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the resin composition of Example 1, N,N-dimethylacetamide (saturated vapor pressure at 20°C: 0.33 kPa) was used as the solvent instead of isophorone.
Using this resin composition 4, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1の樹脂組成物の調製において、溶媒として、イソホロンの代わりに、シクロヘキサノン(20℃における飽和蒸気圧が0.58kPa)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較樹脂組成物1を調製した。
当該比較樹脂組成物1を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
Comparative resin composition 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the resin composition of Example 1, cyclohexanone (saturated vapor pressure at 20° C.: 0.58 kPa) was used as the solvent instead of isophorone.
Using the comparative resin composition 1, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 1.

(比較例2)
実施例1の樹脂組成物の調製において、溶媒として、イソホロンの代わりに、シクロペンタノン(20℃における飽和蒸気圧が1.52kPa)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較樹脂組成物2を調製した。
当該比較樹脂組成物2を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
Comparative resin composition 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the resin composition of Example 1, cyclopentanone (saturated vapor pressure at 20° C.: 1.52 kPa) was used as the solvent instead of isophorone.
Using the comparative resin composition 2, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 1.

(比較例3)
実施例1の樹脂組成物の調製において、溶媒として、イソホロンの代わりに、テトラヒドロフラン(20℃における飽和蒸気圧が19.33kPa)を用いた以外は、実施例1と同様にして、比較樹脂組成物3を調製した。
当該比較樹脂組成物3を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
Comparative resin composition 3 was prepared in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the resin composition of Example 1, tetrahydrofuran (saturated vapor pressure at 20° C.: 19.33 kPa) was used as the solvent instead of isophorone.
Using the comparative resin composition 3, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 1.

(比較例4)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、ジアミン成分としてTFMBを用いず、DABPAF(23.09g、63.0mmol)を用い、テトラカルボン酸酸二無水物成分としてTMPBP-TME(21.84g、35.3mmol)、BTDA(6.09g、18.9mmol)、及びPMDA(1.92g、8.82mmol)にモル比を変更し、DMAcを319gに変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂C1を得た。得られたポリイミド樹脂C1についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
比較例2において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂C1を用いた以外は、比較例2と同様にして、溶媒としてシクロペンタノンを用いて比較樹脂組成物4を調製した。
当該比較樹脂組成物4を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, TFMB was not used as the diamine component, but DABPAF (23.09 g, 63.0 mmol) was used, the molar ratio was changed to TMPBP-TME (21.84 g, 35.3 mmol), BTDA (6.09 g, 18.9 mmol), and PMDA (1.92 g, 8.82 mmol) as the tetracarboxylic acid dianhydride component, and DMAc was changed to 319 g. Except for this, a polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain polyimide resin C1. 1 H NMR measurement was performed on the obtained polyimide resin C1, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Comparative resin composition 4 was prepared in the same manner as in Comparative Example 2, except that polyimide resin C1 was used instead of polyimide resin 1 in Comparative Example 2, and cyclopentanone was used as the solvent.
Using the comparative resin composition 4, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 1.

表1の比較例4に示されるように、硬化膜の引張弾性率が3.8GPaのように低い場合には、有機溶剤として飽和蒸気圧が大きい溶剤を用いても凹凸埋込性が良好になる。
しかし比較例1~3に示されるように、硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物においては、有機溶剤として飽和蒸気圧が大きい溶剤を用いると凹凸が埋込まれなくなり、凹凸埋込性が悪くなる。
それに対して、実施例1~4に示されるように、硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物において、樹脂組成物の溶剤として20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤を用いると、凹凸埋込性が良好になることが明らかにされた。
本発明の実施例1~4の樹脂組成物は、4.5GPa以上という高引張弾性率の硬化膜を200℃以下の低温加熱で形成可能でありながら、凹凸埋込性に優れた樹脂組成物であることが明らかにされた。本発明の実施例1~4の樹脂組成物の硬化膜は、低い線熱膨張係数も備えていた。
As shown in Comparative Example 4 in Table 1, when the tensile modulus of elasticity of the cured film is low, such as 3.8 GPa, the unevenness filling property is good even if a solvent with a high saturated vapor pressure is used as the organic solvent.
However, as shown in Comparative Examples 1 to 3, in a resin composition that produces a cured film with a tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more, if a solvent with a high saturated vapor pressure is used as the organic solvent, the unevenness is not filled and the unevenness filling ability is deteriorated.
In contrast, as shown in Examples 1 to 4, it was revealed that in a resin composition that produces a cured film with a tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more, when an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20°C is used as the solvent for the resin composition, the unevenness embedding property is improved.
It was revealed that the resin compositions of Examples 1 to 4 of the present invention are resin compositions that are capable of forming a cured film having a high tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more by heating at a low temperature of 200° C. or less, and have excellent irregularity embedding properties. The cured films of the resin compositions of Examples 1 to 4 of the present invention also had a low linear thermal expansion coefficient.

(実施例5)
実施例2の樹脂組成物(有機溶剤はγ-ブチロラクトン)において、エポキシ化合物をポリイミド樹脂100質量部に対して3質量部添加する代わりに、1質量部添加した以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物5を調製した。
当該樹脂組成物5を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を実施例2の樹脂組成物の結果と併せて表2に示す。
Example 5
Resin composition 5 was prepared in the same manner as in Example 2, except that in the resin composition of Example 2 (organic solvent: γ-butyrolactone), 1 part by mass of an epoxy compound was added instead of 3 parts by mass per 100 parts by mass of the polyimide resin.
Using the resin composition 5, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2 together with the results of the resin composition of Example 2.

(実施例6)
実施例2の樹脂組成物(有機溶剤はγ-ブチロラクトン)において、エポキシ化合物をポリイミド樹脂100質量部に対して3質量部添加する代わりに、7質量部添加した以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物6を調製した。
当該樹脂組成物6を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表2に示す。
(Example 6)
Resin composition 6 was prepared in the same manner as in Example 2, except that in the resin composition of Example 2 (organic solvent: γ-butyrolactone), 7 parts by mass of an epoxy compound was added instead of 3 parts by mass per 100 parts by mass of the polyimide resin.
Using the resin composition 6, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2.

(実施例7)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB及びDABPAFを用いる代わりに、TFMB(21.43g、66.9mmol)を用い、DMAcを295g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂2を得た。得られたポリイミド樹脂2についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂2を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物7を調製した。
当該樹脂組成物7を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表2に示す。
(Example 7)
A polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1, except that TFMB (21.43 g, 66.9 mmol) was used instead of TFMB and DABPAF, and 295 g of DMAc was used, to obtain polyimide resin 2. The obtained polyimide resin 2 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Resin composition 7 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 2 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 7, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2.

(実施例8)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TFMB(17.15g、53.5mmol)及びDABPAF(4.90g、13.4mmol)を用い、DMAcを298g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂3を得た。得られたポリイミド樹脂3についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂3を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物8を調製した。
当該樹脂組成物8を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表2に示す。
(Example 8)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol) were used instead of TFMB (17.15 g, 53.5 mmol) and DABPAF (4.90 g, 13.4 mmol), and 298 g of DMAc were used, but the procedure was the same as in Example 1 to synthesize a polyimide resin, thereby obtaining a polyimide resin 3. The obtained polyimide resin 3 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
Resin composition 8 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 3 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 8, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2.

(実施例9)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TFMB(12.86g、40.2mmol)及びDABPAF(9.81g、26.8mmol)を用い、DMAcを302g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂4を得た。得られたポリイミド樹脂4についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂4を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物9を調製した。
当該樹脂組成物9を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表2に示す。
Example 9
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol) were used instead of TFMB (12.86 g, 40.2 mmol) and DABPAF (9.81 g, 26.8 mmol), and 302 g of DMAc were used, but the procedure was the same as in Example 1 to synthesize a polyimide resin, thereby obtaining polyimide resin 4. The obtained polyimide resin 4 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Resin composition 9 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 4 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 9, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2.

(実施例10)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TMPBP-TME(23.19g、37.5mmol)、PMDA(4.38g、20.1mmol)、及びBTDA(3.02g、9.4mmol)を用いる代わりに、TMPBP-TME(23.19g、37.5mmol)、PMDA(2.04g、9.40mmol)、及びBTDA(6.47g、20.1mmol)を用い、DMAcを306gを使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂5を得た。得られたポリイミド樹脂5についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂5を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物10を調製した。
当該樹脂組成物10を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表2に示す。
Example 10
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, instead of using TMPBP-TME (23.19 g, 37.5 mmol), PMDA (4.38 g, 20.1 mmol), and BTDA (3.02 g, 9.4 mmol), TMPBP-TME (23.19 g, 37.5 mmol), PMDA (2.04 g, 9.40 mmol), and BTDA (6.47 g, 20.1 mmol) were used, and DMAc was changed to 306 g, except that a polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain polyimide resin 5. The obtained polyimide resin 5 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Resin composition 10 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 5 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 10, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2.

(実施例11)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TMPBP-TME(23.19g、37.5mmol)、PMDA(4.38g、20.1mmol)、及びBTDA(3.02g、9.4mmol)、並びに、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TMPBP-TME(32.46g、52.5mmol)及びPMDA(1.27g、5.80mmol)、並びに、TFMB(14.94g、46.4mmol)及びDABPAF(4.27g、11.7mmol)を用い、DMAcを344g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂6を得た。得られたポリイミド樹脂6についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂6を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物11を調製した。
当該樹脂組成物11を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表2に示す。
(Example 11)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, a polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1, except that, instead of using TMPBP-TME (23.19 g, 37.5 mmol), PMDA (4.38 g, 20.1 mmol), and BTDA (3.02 g, 9.4 mmol), as well as TFMB (15.00 g, 46.9 mmol), and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TMPBP-TME (32.46 g, 52.5 mmol), PMDA (1.27 g, 5.80 mmol), as well as TFMB (14.94 g, 46.4 mmol), and DABPAF (4.27 g, 11.7 mmol), and 344 g of DMAc was used. Polyimide resin 6 was obtained. The obtained polyimide resin 6 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
Resin composition 11 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 6 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 11, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2.

(実施例12)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TMPBP-TME(23.19g、37.5mmol)、PMDA(4.38g、20.1mmol)、及びBTDA(3.02g、9.4mmol)、並びに、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TMPBP-TME(32.30g、52.2mmol)及びPMDA(1.27g、5.8mmol)、並びに、TFMB(13.00g、40.6mmol)及びDABPAF(6.37g、17.4mmol)を用い、DMAcを346g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂7を得た。得られたポリイミド樹脂7についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂7を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物12を調製した。
当該樹脂組成物12を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表2に示す。
Example 12
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, a polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1, except that, instead of using TMPBP-TME (23.19 g, 37.5 mmol), PMDA (4.38 g, 20.1 mmol), and BTDA (3.02 g, 9.4 mmol), as well as TFMB (15.00 g, 46.9 mmol), and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TMPBP-TME (32.30 g, 52.2 mmol), PMDA (1.27 g, 5.8 mmol), as well as TFMB (13.00 g, 40.6 mmol), and DABPAF (6.37 g, 17.4 mmol), and 346 g of DMAc were used. Polyimide resin 7 was obtained. The obtained polyimide resin 7 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
Resin composition 12 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 7 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 12, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2.

(実施例13)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TMPBP-TME(23.19g、37.5mmol)、PMDA(4.38g、20.1mmol)、及びBTDA(3.02g、9.4mmol)、並びに、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TMPBP-TME(31.98g、51.7mmol)及びPMDA(1.25g、6.7mmol)、並びに、TFMB(9.20g、28.7mmol)及びDABPAF(10.52g、28.7mmol)を用い、DMAcを350g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂8を得た。得られたポリイミド樹脂8についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂8を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物13を調製した。
当該樹脂組成物13を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表2に示す。
(Example 13)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, instead of using TMPBP-TME (23.19 g, 37.5 mmol), PMDA (4.38 g, 20.1 mmol), and BTDA (3.02 g, 9.4 mmol), as well as TFMB (15.00 g, 46.9 mmol), and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TMPBP-TME (31.98 g, 51.7 mmol), PMDA (1.25 g, 6.7 mmol), as well as TFMB (9.20 g, 28.7 mmol), and DABPAF (10.52 g, 28.7 mmol) were used, and 350 g of DMAc was used. Except for this, a polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1, and polyimide resin 8 was obtained. The obtained polyimide resin 8 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
Resin composition 13 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 8 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 13, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 2.

表2に示されるように、本発明の実施例5~13の樹脂組成物は、4.5GPa以上という高引張弾性率の硬化膜を200℃以下の低温加熱で形成可能でありながら、凹凸埋込性に優れた樹脂組成物であることが明らかにされた。本発明の実施例5~13の樹脂組成物の硬化膜は、低い線熱膨張係数も備えていた。 As shown in Table 2, the resin compositions of Examples 5 to 13 of the present invention were found to be resin compositions that could form cured films with a high tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more by heating at low temperatures of 200°C or less, while also having excellent irregularity embedding properties. The cured films of the resin compositions of Examples 5 to 13 of the present invention also had a low linear thermal expansion coefficient.

(実施例14)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TFMB(20.36g、63.6mmol)及び4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(ODA、セイカ製)(0.67g、3.3mmol)を用い、DMAcを292g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂9を得た。得られたポリイミド樹脂9についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂9を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物14を調製した。
当該樹脂組成物14を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Example 14)
A polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1, except that, instead of using TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TFMB (20.36 g, 63.6 mmol) and 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA, manufactured by Seika) (0.67 g, 3.3 mmol) were used, and 292 g of DMAc was used. Polyimide resin 9 was obtained by synthesizing the polyimide resin 9. 1H NMR measurement was performed on the obtained polyimide resin 9, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Resin composition 14 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 9 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 14, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(実施例15)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TFMB(19.29g、60.2mmol)及びODA(1.34g、6.7mmol)を用い、DMAcを290g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂10を得た。得られたポリイミド樹脂10についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂10を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物15を調製した。
当該樹脂組成物15を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Example 15)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol) were used instead of TFMB (19.29 g, 60.2 mmol) and ODA (1.34 g, 6.7 mmol), and 290 g of DMAc were used, but the procedure was the same as in Example 1 to synthesize a polyimide resin and obtain a polyimide resin 10. The obtained polyimide resin 10 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
Resin composition 15 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 10 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 15, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(実施例16)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びODA(4.02g、20.1mmol)を用い、DMAcを281g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂11を得た。得られたポリイミド樹脂11についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂11を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物16を調製した。
当該樹脂組成物16を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Example 16)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and ODA (4.02 g, 20.1 mmol) were used instead of TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), and 281 g of DMAc were used, but the procedure was the same as in Example 1 to synthesize a polyimide resin and obtain a polyimide resin 11. The obtained polyimide resin 11 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
Resin composition 16 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 11 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 16, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(実施例17)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TFMB(20.36g、63.6mmol)及び2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン(HFBAPP、セイカ株式会社製)(1.74g、3.3mmol)を用い、DMAcを299g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂12を得た。得られたポリイミド樹脂12についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂12を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物17を調製した。
当該樹脂組成物17を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Example 17)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, instead of using TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TFMB (20.36 g, 63.6 mmol) and 2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)hexafluoropropane (HFBAPP, manufactured by Seika Corporation) (1.74 g, 3.3 mmol) were used, and DMAc was changed to 299 g. A polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain polyimide resin 12. 1 H NMR measurement was performed on the obtained polyimide resin 12, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Resin composition 17 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 12 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 17, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(実施例18)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TFMB(20.36g、63.6mmol)及びビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン(BAPS-M、セイカ株式会社製)(1.45g、3.3mmol)を用い、DMAcを297g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂13を得た。得られたポリイミド樹脂13についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂13を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物18を調製した。
当該樹脂組成物18を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Example 18)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, instead of using TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TFMB (20.36 g, 63.6 mmol) and bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl)sulfone (BAPS-M, manufactured by Seika Corporation) (1.45 g, 3.3 mmol) were used, and 297 g of DMAc was used. A polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain polyimide resin 13. 1 H NMR measurement was performed on the obtained polyimide resin 13, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Resin composition 18 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 13 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 18, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(実施例19)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TFMB(20.36g、63.6mmol)及びビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン(BAPS、セイカ株式会社製)(1.45g、3.3mmol)を用い、DMAcを297g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂14を得た。得られたポリイミド樹脂14についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂14を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物19を調製した。
当該樹脂組成物19を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Example 19)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, instead of using TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TFMB (20.36 g, 63.6 mmol) and bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)sulfone (BAPS, manufactured by Seika Corporation) (1.45 g, 3.3 mmol) were used, and 297 g of DMAc was used. A polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain polyimide resin 14. 1 H NMR measurement was performed on the obtained polyimide resin 14, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Resin composition 19 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 14 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 19, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(実施例20)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TMPBP-TME(23.19g、37.5mmol)、PMDA(4.38g、20.1mmol)、及びBTDA(3.02g、9.4mmol)、並びに、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TMPBP-TME(14.49g、23.4mmol)、PMDA(4.38g、20.1mmol)、及びBTDA(7.55g、23.4mmol)、並びに、TFMB(20.36g、63.6mmol)及びODA(6.70g、3.3mmol)を用い、DMAcを267g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂15を得た。得られたポリイミド樹脂15についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂15を用いた以外は、実施例2と同様にして樹脂組成物20を調製した。
当該樹脂組成物20を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Example 20)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, instead of using TMPBP-TME (23.19 g, 37.5 mmol), PMDA (4.38 g, 20.1 mmol), and BTDA (3.02 g, 9.4 mmol), as well as TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TMPBP-TME (14.49 g, 23.4 mmol), PMDA (4.38 g, 20.1 mmol), and BTDA (7.55 g, 23.4 mmol), as well as TFMB (20.36 g, 63.6 mmol) and ODA (6.70 g, 3.3 mmol), were used, and 267 g of DMAc was used. Except for this, a polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1, and polyimide resin 15 was obtained. The obtained polyimide resin 15 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
Resin composition 20 was prepared in the same manner as in Example 2, except that polyimide resin 15 was used instead of polyimide resin 1 in the resin composition of Example 2.
Using the resin composition 20, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(実施例21)
実施例20の樹脂組成物において、エポキシ化合物をポリイミド樹脂100質量部に対して3質量部添加する代わりに、10質量部添加した以外は、実施例20と同様にして樹脂組成物21を調製した。
当該樹脂組成物21を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Example 21)
Resin composition 21 was prepared in the same manner as in Example 20, except that in the resin composition of Example 20, 10 parts by mass of the epoxy compound was added instead of 3 parts by mass per 100 parts by mass of the polyimide resin.
Using the resin composition 21, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(比較例5)
実施例1のポリイミド樹脂の合成において、TMPBP-TME(23.19g、37.5mmol)、PMDA(4.38g、20.1mmol)、及びBTDA(3.02g、9.4mmol)、並びに、TFMB(15.00g、46.9mmol)及びDABPAF(7.35g、20.1mmol)を用いる代わりに、TMPBP-TME(41.40g、66.9mmol)、並びに、TFMB(21.43g、66.9mmol)、DMAcを356g使用するように変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂C2を得た。得られたポリイミド樹脂C2についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂C2を用い、エポキシ化合物を添加しなかった以外は、実施例2と同様にして比較樹脂組成物5を調製した。
当該比較樹脂組成物5を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Comparative Example 5)
In the synthesis of the polyimide resin of Example 1, instead of using TMPBP-TME (23.19 g, 37.5 mmol), PMDA (4.38 g, 20.1 mmol), and BTDA (3.02 g, 9.4 mmol), as well as TFMB (15.00 g, 46.9 mmol) and DABPAF (7.35 g, 20.1 mmol), TMPBP-TME (41.40 g, 66.9 mmol), and TFMB (21.43 g, 66.9 mmol), and 356 g of DMAc were used, except that a polyimide resin was synthesized in the same manner as in Example 1 to obtain polyimide resin C2. 1 H NMR measurement was performed on the obtained polyimide resin C2, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that imidization had progressed completely.
Comparative resin composition 5 was prepared in the same manner as in Example 2, except that in the resin composition of Example 2, polyimide resin C2 was used instead of polyimide resin 1, and no epoxy compound was added.
Using the comparative resin composition 5, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

(比較例6)
比較例5において、DMAcを356gから251gに変更した以外は、比較例5と同様にしてポリイミド樹脂を合成し、ポリイミド樹脂C3を得た。得られたポリイミド樹脂C3についてH NMR測定を行い、ポリアミド酸のカルボキシプロトンおよびアミドプロトン由来のシグナルが消失したことを確認、すなわち完全にイミド化が進行したことを確認した。
実施例2の樹脂組成物において、ポリイミド樹脂1の代わりにポリイミド樹脂C3を用い、エポキシ化合物を添加しなかった以外は、実施例2と同様にして比較樹脂組成物6を調製した。
当該比較樹脂組成物6を用いて、実施例1と同様にして、樹脂組成物の硬化膜の製造、及び、凹凸埋込性評価基板の作製を行い、同様に評価を行った。得られた評価結果を表3に示す。
(Comparative Example 6)
A polyimide resin was synthesized in the same manner as in Comparative Example 5, except that the amount of DMAc was changed from 356 g to 251 g in Comparative Example 5, to obtain Polyimide Resin C3. The obtained Polyimide Resin C3 was subjected to 1 H NMR measurement, and it was confirmed that the signals derived from the carboxy protons and amide protons of the polyamic acid had disappeared, that is, it was confirmed that the imidization had progressed completely.
Comparative resin composition 6 was prepared in the same manner as in Example 2, except that in the resin composition of Example 2, polyimide resin C3 was used instead of polyimide resin 1, and no epoxy compound was added.
Using the comparative resin composition 6, a cured film of the resin composition was produced, and a substrate for evaluating the embeddability of irregularities was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained evaluation results are shown in Table 3.

本発明の実施例14~21の樹脂組成物は、4.5GPa以上という高引張弾性率の硬化膜を200℃以下の低温加熱で形成可能でありながら、凹凸埋込性に優れた樹脂組成物であることが明らかにされた。本発明の実施例14~21の樹脂組成物の硬化膜は、低い線熱膨張係数も備えていた。
それに対して、構成単位にテトラカルボン酸残基として式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基のみを含み、ジアミン残基として式(b-1)で表されるジアミン残基のみを含み、実施例と同様の重量平均分子量を有するポリイミドと溶媒からなる樹脂組成物である比較例5は、低い線熱膨張係数は備えていたものの、引張弾性率は3.1GPaと低く、凹凸埋込性も悪いものであった。
構成単位にテトラカルボン酸残基として式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基のみを含み、ジアミン残基として式(b-1)で表されるジアミン残基のみを含み、実施例よりも高い重量平均分子量を有するポリイミドと溶媒からなる樹脂組成物である比較例6は、実施例と同様の引張弾性率を備えていたものの、凹凸埋込性が悪いものであった。
It was revealed that the resin compositions of Examples 14 to 21 of the present invention are resin compositions that are capable of forming a cured film with a high tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more by heating at a low temperature of 200° C. or less, and have excellent irregularity embedding properties. The cured films of the resin compositions of Examples 14 to 21 of the present invention also had a low linear thermal expansion coefficient.
In contrast, Comparative Example 5, which is a resin composition including only tetracarboxylic acid residues represented by formula (a-1) as the tetracarboxylic acid residues and only diamine residues represented by formula (b-1) as the diamine residues in the structural units and including a polyimide having the same weight-average molecular weight as in the Examples and a solvent, had a low linear thermal expansion coefficient, but the tensile modulus was low at 3.1 GPa and the irregularity embedding property was also poor.
Comparative Example 6, which is a resin composition including only tetracarboxylic acid residues represented by formula (a-1) as the tetracarboxylic acid residues and only diamine residues represented by formula (b-1) as the diamine residues in the structural units and including a polyimide having a weight average molecular weight higher than those of the Examples, and a solvent, had a tensile modulus similar to that of the Examples, but had poor irregularity embedding properties.

1 半導体基板
2 保護膜
3 第1導体層
4 層間絶縁膜
5 感光樹脂層
6A、6B 窓
7 第2導体層
8 表面保護膜
11 ICチップ
12 金属配線
13 モールド樹脂
14 絶縁膜
15 金属配線
16 金属配線
17 絶縁膜
18 バリアメタル
20 ハンダバンプ
REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 protective film 3 first conductor layer 4 interlayer insulating film 5 photosensitive resin layer 6A, 6B window 7 second conductor layer 8 surface protective film 11 IC chip 12 metal wiring 13 molding resin 14 insulating film 15 metal wiring 16 metal wiring 17 insulating film 18 barrier metal 20 solder bump

Claims (15)

ポリイミド樹脂、20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶剤、及びエポキシ化合物を含有し、下記評価法により測定される硬化膜の引張弾性率が4.5GPa以上となる樹脂組成物。
[評価法]
樹脂組成物を、ガラス基板にポリイミドフィルム(UBE株式会社製、ユーピレックス(登録商標)125S、[5,5’-ビイソベンゾフラン]-1,1’,3,3’-テトラオン・1,4-フェニレンジアミン重縮合物)を貼り付けた基板上にスピンコートする。スピンコートの条件は最終的に得られる樹脂組成物の硬化膜の膜厚が40μm±5μmになるように調整する。樹脂組成物をスピンコート後、基板ごとホットプレート上で40℃で8分加熱後、80℃で8分加熱後、130℃で8分加熱して溶媒を乾燥する。乾燥後、基板ごとオーブンに投入し、大気下で200℃で1時間加熱して、25℃まで放冷後、基板から樹脂組成物の硬化膜を剥離することにより、硬化膜を作製する。
幅10mm×長さ150mmの大きさに切り出した前記硬化膜の試験片を用いて、引張り試験機により、25℃で、延伸速度を50mm/分、つかみ具間距離を100mmとして引張弾性率を測定する。
A resin composition comprising a polyimide resin, an organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20°C, and an epoxy compound, the resin composition producing a cured film having a tensile modulus of elasticity of 4.5 GPa or more as measured by the following evaluation method.
[Evaluation method]
The resin composition is spin-coated onto a glass substrate having a polyimide film (UPILEX (registered trademark) 125S, [5,5'-biisobenzofuran]-1,1',3,3'-tetraone-1,4-phenylenediamine polycondensate, manufactured by UBE Corporation) attached thereto. The spin-coating conditions are adjusted so that the thickness of the cured film of the resin composition finally obtained is 40 μm±5 μm. After spin-coating the resin composition, the substrate is heated on a hot plate at 40° C. for 8 minutes, then at 80° C. for 8 minutes, and then at 130° C. for 8 minutes to dry the solvent. After drying, the substrate is placed in an oven and heated in the atmosphere at 200° C. for 1 hour, allowed to cool to 25° C., and the cured film of the resin composition is peeled off from the substrate to produce a cured film.
A test piece of the cured film cut into a size of 10 mm wide x 150 mm long is used to measure the tensile modulus at 25°C, a stretching speed of 50 mm/min, and a grip distance of 100 mm using a tensile tester.
前記ポリイミド樹脂が、下記一般式(PI)で表される構成単位を含み、
Figure 2024064435000014
(一般式(PI)において、Aは芳香族環又は脂肪族環を有するテトラカルボン酸残基である4価の基を表し、Bは、芳香族環又は脂肪族環を有するジアミン残基である2価の基を表す。)
前記テトラカルボン酸残基として、下記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基及び下記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基を含み、下記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基を含んでもよく、
前記ジアミン残基として、下記式(b-1)で表されるジアミン残基を含み、下記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基を含んでもよく、
全テトラカルボン酸残基中、下記式(a-1)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は30モル%~95モル%であり、下記式(a-2)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は5モル%~40モル%であり、下記式(a-3)で表されるテトラカルボン酸残基の含有割合は0モル%~35モル%であり、
全ジアミン残基中、下記式(b-1)で表されるジアミン残基の含有割合は50モル%~100モル%であり、下記式(b-2)~(b-6)で表されるジアミン残基からなる群から選択される少なくとも1種のジアミン残基の含有割合は0モル%~50モル%である、請求項1に記載の樹脂組成物。
(式(a-1)~式(a-3)及び式(b-1)~式(b-6)中、*は結合手を示す。)
The polyimide resin contains a structural unit represented by the following general formula (PI):
Figure 2024064435000014
(In general formula (PI), A represents a tetravalent group which is a tetracarboxylic acid residue having an aromatic ring or an aliphatic ring, and B represents a divalent group which is a diamine residue having an aromatic ring or an aliphatic ring.)
The tetracarboxylic acid residue includes a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-1) and a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-2), and may include a tetracarboxylic acid residue represented by the following formula (a-3):
The diamine residue includes a diamine residue represented by the following formula (b-1), and may include at least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the following formulas (b-2) to (b-6):
In the total tetracarboxylic acid residues, the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-1) is 30 mol % to 95 mol %, the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-2) is 5 mol % to 40 mol %, and the content of tetracarboxylic acid residues represented by the following formula (a-3) is 0 mol % to 35 mol %,
The resin composition according to claim 1, wherein the content of the diamine residue represented by the following formula (b-1) is 50 mol% to 100 mol%, and the content of at least one diamine residue selected from the group consisting of diamine residues represented by the following formulas (b-2) to (b-6) is 0 mol% to 50 mol%, in all diamine residues.
(In formulas (a-1) to (a-3) and formulas (b-1) to (b-6), * represents a bond.)
前記有機溶剤以外の固形分を7~13質量%としたときに、25℃で粘度が3,000mPa・s~7,000mPa・sとなる、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 or 2, which has a viscosity of 3,000 mPa·s to 7,000 mPa·s at 25°C when the solid content other than the organic solvent is 7 to 13 mass%. 前記エポキシ化合物が、1分子中に3つ以上のエポキシ基を有し、且つグリシジルアミン部位を有するエポキシ化合物を含む、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 or 2, wherein the epoxy compound includes an epoxy compound having three or more epoxy groups in one molecule and having a glycidyl amine moiety. 前記20℃における飽和蒸気圧が0.5kPa以下の有機溶媒が、N,N-ジメチルアセトアミド、酢酸ベンジル、γ-ブチロラクトン、及びイソホロンからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 or 2, wherein the organic solvent having a saturated vapor pressure of 0.5 kPa or less at 20°C is at least one selected from the group consisting of N,N-dimethylacetamide, benzyl acetate, γ-butyrolactone, and isophorone. 請求項1又は2に記載の樹脂組成物を基板上に塗布し、乾燥することにより塗膜を形成する工程と、
前記塗膜を加熱することにより、硬化膜を形成する工程を有する、硬化膜の製造方法。
A step of applying the resin composition according to claim 1 or 2 onto a substrate and drying the composition to form a coating film;
A method for producing a cured film, comprising a step of heating the coating film to form a cured film.
前記塗膜を加熱する温度が、150℃以上240℃以下である、請求項6に記載の硬化膜の製造方法。 The method for producing a cured film according to claim 6, wherein the temperature to which the coating film is heated is 150°C or higher and 240°C or lower. 請求項1又は2に記載の樹脂組成物を硬化した、硬化膜。 A cured film obtained by curing the resin composition according to claim 1 or 2. 100℃~150℃における線熱膨張係数が40ppm/℃以下である、請求項8に記載の硬化膜。 The cured film according to claim 8, having a linear thermal expansion coefficient of 40 ppm/°C or less at 100°C to 150°C. 請求項8に記載の硬化膜を用いて作製された絶縁膜。 An insulating film produced using the cured film described in claim 8. 請求項8に記載の硬化膜を用いて作製された保護膜。 A protective film made using the cured film described in claim 8. 請求項10の絶縁膜を含む、電子部品。 An electronic component comprising the insulating film of claim 10. 請求項11の保護膜を含む、電子部品。 An electronic component comprising the protective film of claim 11. ICチップと、少なくとも当該ICチップを囲うモールド樹脂と、請求項10の絶縁膜と配線を含む配線層と、を含む電子部品。 An electronic component comprising an IC chip, a molding resin surrounding at least the IC chip, and a wiring layer including the insulating film and wiring of claim 10. 前記モールド樹脂は、エポキシ樹脂組成物の硬化物である、請求項14に記載の電子部品。 The electronic component according to claim 14, wherein the molding resin is a cured product of an epoxy resin composition.
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